Lei de Faraday: o que é, fórmula e mais!

O homem está, desde o início dos tempos, buscando explicações para os fenômenos que são observados na natureza. Ainda seguimos sem muitas respostas, mas uma coisa é certa: as leis da Física certamente nos ajudam a ter um melhor panorama do que acontece à nossa volta. Uma delas é a Lei de Faraday, que será tema desta conversa!

Ponto fundamental para a compreensão dos conceitos de magnetismo, a lei de indução eletromagnética, como também é conhecida, é comumente cobrada em vestibulares de todo o Brasil e também nos ajuda a compreender melhor vários outros campos da Física.

Hoje, explicaremos um pouco melhor o que é essa lei, qual é a sua fórmula e, claro, abordaremos também as aplicações mais comuns para esse tipo de conteúdo nas questões. Tudo pronto? Então, vamos lá!

O que é Lei de Faraday?

Michael Faraday foi um importante físico britânico que desenvolveu uma série de estudos sobre os mais variados temas, mas seu principal campo de conhecimento foi a indução eletromagnética e de outras áreas da eletrofísica.

A Lei de Faraday é também conhecida como a Lei da Indução Eletromagnética. A base aqui está na interação do campo magnético com circuitos elétricos, gerando uma força conhecida como eletromotriz.

Assim, fica um pouco abstrato, não é mesmo? A seguir, falaremos melhor sobre a continuidade do trabalho de Faraday por outros estudiosos e, assim, o conceito ficará mais claro. Vamos continuar?

Fórmula

Faraday, em seus estudos, conseguiu provar o que ele dizia ao trabalhar com linhas de força, da mesma forma que vemos em diversos exercícios que caem no vestibular. No entanto, ele não elaborou muitos pensamentos matemáticos acerca dessa questão.

O trabalho de Faraday foi continuado por Franz Neumann, outro importante físico, mas dessa vez alemão. Ele deu um importante passo na construção da fórmula ao adicionar um “simples” sinal negativo nos cálculos matemáticos sobre esse tema, que vem do sentido da força em relação ao seu meio.

Sendo assim, a fórmula ficou como:

ε = – ΔΦ / Δt

ε = força eletromotriz (em volt)

ΔΦ = variação do fluxo magnético (em weber)

Δt = variação do tempo (em segundos)

Lei de Lenz

Por fim, foi a Lei de Lenz (Heinrich Lenz, físico nascido na Estônia) que finalizou todo esse conceito, deixando-o ainda mais redondo. Essa lei nos diz que, quando há uma redução do fluxo magnético, a corrente gerada criará um campo de mesmo sentido do fluxo da fonte. O mesmo, é claro, vale para o oposto: o aumento do fluxo gerará um campo oposto.

Dessa forma, um campo com diminuição do fluxo magnético terá um sentido horário. Já campos com aumento desse fluxo terão sentido anti-horário. Esse conceito está diretamente relacionado ao das espiras circulares.

Aplicações da Lei de Faraday

Um dos maiores desafios para os estudantes, sejam eles vestibulandos ou não, está na visualização de aplicações práticas para os conceitos observados em sala de aula. Por isso, podemos afirmar desde já: a Lei de Faraday Lenz faz parte de nosso dia a dia, ainda que não percebamos isso no cotidiano.

Bons exemplos do uso desses conceitos estão na aplicação de geradores e transformadores de energia. Esses, inclusive, são alguns dos exemplos que mais comumente caem em questões de vestibular.

No entanto, praticamente todos os aparelhos eletrônicos que utilizamos têm, em algum ponto de seu funcionamento, um pouco de indução eletromagnética, especialmente por conta da força eletromotriz gerada a partir desse trabalho.

Lei de Faraday: exercícios

Agora, nada melhor do que treinar seus conhecimentos com alguns exercícios, não é mesmo? Lembre-se de que fazer questões é fundamental para o nosso aprendizado. Com elas, verificamos em quais pontos estamos errando e aprendemos cada vez mais com esses obstáculos.

Optamos, hoje, por trazer exercícios mais teóricos, a fim de que você fixe os principais conceitos sobre esse assunto. Sendo assim, vamos pôr a mão na massa!

1. (UCS) Um dos fornos mais utilizados em indústrias é o chamado forno de indução. Seu princípio de funcionamento está baseado na Lei de Faraday, ou seja:

a)   temperatura homogênea no espaço vazio gera corrente elétrica.

b)   fluxo magnético variando no tempo gera força eletromotriz induzida.

c)   luz que varia de intensidade no espaço vazio gera condução térmica constante.

d)   corrente elétrica constante num condutor gera ponto de fusão variante no tempo.

e)   pressão que varia sobre uma área gera convecção constante.

Resposta: C

2. (FAAP) Num condutor fechado, colocado num campo magnético, a superfície determinada pelo condutor é atravessada por um fluxo magnético. Se por um motivo qualquer o fluxo variar, ocorrerá:

a)   curto circuito.

b)   interrupção da corrente.

c)   o surgimento de corrente elétrica no condutor.

d)   a magnetização permanente do condutor.

e)   a extinção do campo magnético.

Resposta: C

3. (UERJ) O princípio físico do funcionamento de alternadores e transformadores, comprovável de modo experimental, refere-se à produção de corrente elétrica por meio da variação de um campo magnético aplicado a um circuito elétrico.

Esse princípio se fundamenta na denominada Lei de:

a)   Newton.

b)   Ampère.

c)   Faraday.

d)   Coulomb.

Resposta: C

4. (UEMT) A respeito do fluxo de indução, concatenado com um condutor elétrico, podemos afirmar que a força eletromotriz induzida:

a)   será nula quando o fluxo for constante.

b)   será nula quando a variação do fluxo em função de tempo for linear.

c)   produz uma corrente que reforça a variação do fluxo.

d)   produz uma corrente permanente que se opõe à variação do fluxo, mesmo quando o circuito estiver aberto.

e)   produzirá corrente elétrica somente quando o circuito estiver em movimento.

Resposta: A

E aí, tudo pronto para caminhar em seus estudos sobre a Lei de Faraday? Para uma abordagem mais completa e aprofundada desse e de vários outros temas essenciais para as provas, confira o nosso Plano de Estudos e se prepare com os melhores profissionais para o vestibular e a prova do Enem!