Atps elétrica : leis farady e lens indutores

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Atividade Prática Supervisionada (ATPS)

Elétrica Básica

LEIS de FARADY e LENS
Indutores

1.1 ) INTRODUÇÃO SOBRE INDUTORES

Um indutor é um dispositivo elétrico passivo que armazena energia na forma de campo magnético, normalmente combinando o efeito de vários loops da corrente elétrica. O indutor pode ser utilizado em circuitos como um filtro passa baixa, rejeitando as altasfreqüências.
1.1.1)INDUTÂNCIA
Indutância é a grandeza física associada aos indutores, é simbolizada pela letra L, medida em Henry (H), e representada graficamente por um fio helicoidal. Em outras palavras é um parâmetro dos circuitos lineares que relaciona a tensão induzida por um campo magnético variável à corrente responsável pelo campo. A tensão entre os terminais de um indutor é proporcional àtaxa de variação da corrente que o atravessa. Matematicamente temos:

onde u(t) é a tensão instantânea, sua unidade de medida é o volt (V), L é a indutância, sua unidade de medida é o Henry (H), i(t) é a corrente instantânea, sua unidade de medida é o ampere (A) e t o tempo (s).
1.1.2)ENERGIA
A energia (medida em joules, no SI) armazenada num indutor é igual à quantidade de trabalho necessáriapara estabelecer o fluxo de corrente através do indutor e, consequentemente, o campo magnético. É dada por:

onde I é a corrente que circula pelo indutor.

1.1.3) EM CIRCUITOS ELÉTRICOS
Um indutor resiste somente a mudanças de corrente. Um indutor ideal não oferece resistência para corrente contínua, exceto quando a corrente é ligada e desligada, caso em que faz a mudança de modo maisgradual. Porém, a maioria dos indutores do mundo real são construídos a partir de materiais com resistência elétrica finita, que se opõe até mesmo à corrente direta. Materiais supercondutores não oferecem resistência a passagem de correntes elétricas contínuas, e suas aplicações implicam propriedades distintas para os indutores feitos deste tipo de material.
No geral, a relação entre a variação datensão de acordo com o tempo u(t) através de um indutor com indutância L e a variação da corrente de acordo com o tempo i(t) que passa por ele é descrita pela equação diferencial:

Quando uma corrente alternada (CA) senoidal flui por um indutor, uma tensão alternada senoidal (ou força eletromotriz, Fem) é induzida. A amplitude da Fem está relacionada com a amplitude da corrente e com a freqüênciada senóide pela seguinte equação:

onde ω é a freqüência angular da senóide definida em termos da frequência f por:

A reatância indutiva é definida por:

onde XLé a reatância indutiva medida em Ohms (medida de resistência), ω é a freqüência angular, f é a frequência em hertz, e L é a indutância.
A reatância indutiva é o componente positivo imaginário da impedância.
A impedância complexa deum indutor é dada por:

onde j é a unidade imaginária.
1.1.4) FATOR Q
O fator Q de um indutor pode ser encontrado através desta fórmula, onde R é a resistência elétrica interna:

1.2) FARADAY
Michael Faraday (1791-1867) nasceu em Londres, na Inglaterra em 22/09/1791. Terceiro filho de um ferreiro de Newington, subúrbio de Londres, foi obrigado a abandonar os estudos para se dedicar aotrabalho aos treze anos. Trabalhou para o livreiro G. Ribeau. Neste intervalo de tempo, aproveitou o contato com os livros para estudar.
Em algumas experiências, Faraday percebeu que ao introduzir um ímã em uma bobina esta acusava a presença de uma corrente elétrica na mesma. Este fenômeno foi caracterizado qualitativamente e quantitativamente e deu origem à Lei da Indução de Faraday que é expressamatematicamente como:

Ou seja, a intensidade da força eletromotriz induzida (ε) é igual a variação do fluxo magnético no interior da espira. Esta é uma das quatro equações de Maxwell para o Eletromagnetismo.
Mas a unidade de indutância no SI é o henry (abreviação H) em homenagem ao americano Joseph Henry embora tenha publicado seus resultados para a indutância um pouco mais tarde que...
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