Eletromagnetismo

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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ENERGIA E
AUTOMAÇÃO ELÉTRICAS

ESCOLA POLITÉCNICA DA USP

PEA – LABORATÓRIO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

ELETROMAGNETISMO
Código: EL

1

Índice

1 Introdução………………………….............................………… 1
2 Alguns Fenômenos Eletromagnéticos…….............………….....2
2.1 Força em Condutor Imerso em Campo
Eletromagnético .............................................................. 2
2.2 Tensão Induzida sobre um Condutor ……..........…....... 3
2.3 Campo Produzido por uma Bobina ............................... 4
2.4 Indução de Tensão em uma Bobina .............................. 5
2.5 Conclusão....................................................................... 6

3 Modelos Usados em Eletromagnetismo …………..............….... 7
3.1 As Grandezas Fundamentais do
Eletromagnetismo ........................................................... 7
3.2 As Unidades Utilizadas em Magnetismo .................... 11
3.3 Circuitos Magnéticos Reais ........................................ 12
3.4 Indutor e Indutância Própria....................................... 15
3.5 Mútua Indutância ........................................................ 16
3.6 Tensão Induzida .......................................................... 19
3.6.1 Tensão Induzida por um Fluxo
Senoidal no Tempo .............................................. 21
3.6.2 O Transformador - Princípio de
Funcionamento .................................................24

2

I - ELETROMAGNETISMO PARA ENGENHEIROS
1. INTRODUÇÃO
O objetivo deste trabalho é explicar ao estudante de Engenharia os princípios básicos
do Eletromagnetismo. Embora estes princípios sejam em número reduzido, a gama de
aplicações que foram projetadas através de seu uso é enorme.

A diversidade de aplicações dos princípios do Eletromagnetismo é igualmente enorme.
Basta uma sériede exemplos para que isto fique patente: os geradores da usina
hidroelétrica de Itaipu, um forno de microondas, a bateria de um carro e um
microcomputador com seus circuitos integrados são regidos por um mesmo conjunto de
equações que são as bases teóricas do Eletromagnetismo.

Observe que os quatro dispositivos citados acima possuem potências completamente
distintas. Além disto, a naturezadas tensões e correntes em cada um dos dispositivos
citados é completamente distinta (contínua, alternada, pulsada). Mesmo assim, as
equações de Maxwell, que sintetizam matematicamente a modelagem dos fenômenos
eletromagnéticos, possuem a capacidade de fornecer subsídios ao engenheiro para a
análise e síntese de equipamentos elétricos.

Uma forma para a apresentação dos princípios básicosdo Eletromagnetismo é o uso
direto das equações de Maxwell para a análise destes diversos fenômenos. Esta forma
de apresentação, embora mais genérica, acaba por privilegiar o rigor matemático em
detrimento, por vezes, do entendimento do fenômeno físico.

Assim, neste trabalho optou-se por analisar o Eletromagnetismo através de uma
perspectiva histórica, ou seja, usando o mesmo caminho quepesquisadores como
Ampère, Faraday, Lenz, entre outros, trilharam para que os princípios básicos do
Eletromagnetismo fossem descobertos. Conhecidos estes princípios, pode-se inclusive
partir para uma análise mais profunda e rigorosa dos fenômenos do Eletromagnetismo,
através das equações de Maxwell.

3

Um outro aspecto deste trabalho está ligado ao seguinte fato: no Eletromagnetismobusca-se o cálculo de campos, que são grandezas vetoriais. Os problemas aqui
analisados sempre apresentarão algum tipo de simetria, tornando necessário apenas o
cálculo do módulo da grandeza vetorial, pois tanto a direção como o sentido são
intuitivos. Embora a princípio simplificadora, está hipótese permite a análise de diversos
problemas importantes em Engenharia Elétrica, como por exemplo a...
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