Lei de Faraday da Indução
Quando o campo magnético que passa por uma volta de fio muda, ele cria uma tensão naquela volta — mesmo sem bateria conectada. Mude o campo mais rápido, e você obtém uma tensão maior; é exatamente assim que geradores transformam movimento em eletricidade.
A fórmula
ε = −ΔΦ / Δt
- ε — fem induzida (V): a tensão criada na volta
- Φ — fluxo magnético (Wb): a quantidade de campo magnético que passa pela volta
- t — tempo (s): quanto tempo a mudança no fluxo leva
Exemplo resolvido
O fluxo magnético através de uma volta cai 6 webers em 3 segundos. Qual tensão isso induz?
- ΔΦ = 6 Wb
- Δt = 3 s
- ε = −ΔΦ / Δt
- ε = −(6 Wb) / (3 s)
ε = −2 V
Teste-se
O fluxo ainda muda 6 webers, mas agora isso acontece em apenas 2 segundos em vez de 3. Qual é a magnitude da tensão induzida agora?
- 2 V
- Resposta correta: 3 V
- 12 V
Certo! Uma mudança mais rápida significa mais tensão: 6 Wb ÷ 2 s = 3 V.
De acordo com a lei de Lenz, a corrente induzida por um fluxo variável criará seu próprio campo magnético que…
- Resposta correta: se opõe à mudança no fluxo
- acompanha a mudança no fluxo
- não tem efeito sobre o fluxo
Exatamente — a corrente induzida sempre luta contra a mudança que a criou, e é por isso que a fórmula tem um sinal de menos.
Onde você vê isso
Toda usina elétrica da Terra é esta lei em escala industrial: ímãs girando varrem um fluxo variável através de bobinas, e sai a tensão que chega à tomada da sua parede. Um dínamo de bicicleta é a edição de bolso — seu pedalar gira um ímã, e o farol brilha sem nenhuma bateria no circuito.
Erros comuns
O ponto essencial é a mudança: um campo magnético enorme e perfeitamente constante através de uma volta não induz nada — só um fluxo variável produz uma tensão, ε = −ΔΦ / Δt. E é uma taxa, não uma quantidade: a mesma mudança de 6 Wb feita em 2 s em vez de 3 s eleva a tensão de 2 V para 3 V. E o sinal de menos é a lei de Lenz — a corrente induzida sempre se opõe à mudança que a criou, recusando um almoço grátis.
Como se conecta
Isto completa o par que a força de Lorentz começou: campos empurram cargas, e agora campos variáveis criam as tensões que põem as cargas em movimento — nenhuma bateria necessária. O empurrão contrário de Lenz é a conservação de energia falando, e a ressonância AC, a seguir, é o que acontece quando essa tensão induzida encontra um capacitor num circuito impulsionado de vai e vem.