O que é a Indução Eléctrica?

Electricidade. Definições

O termo electricidade, como aprendemos com o estudo de várias partes da física, é difícil de definir com uma definição abrangente. Estudiosos e cientistas discordam frequentemente quanto ao verdadeiro significado do termo. Para ilustrar o leque de definições existentes, incluímos várias definições diferentes.

1. Definição dos cientistas. A electricidade refere-se apenas aos electrões e prótons; na essência, a carga eléctrica de um objecto.

2. Definição do quotidiano. A electricidade é a energia do campo electromagnético transmitida por baterias e geradores.

3. Definição de escola elementar. A electricidade é o movimento de fluxo produzido por uma carga eléctrica.

4. definição de funcionamento. Electricidade é a quantidade de desequilíbrio entre quantidades de electrões e prótons.

E, algumas definições adicionais menos utilizadas incluem:

5. O movimento fluido da energia eléctrica.

6. O potencial eléctrico (e-field).

7. Simplesmente um campo da ciência.

Com base numa tão ampla selecção de definições, é difícil discernir o verdadeiro significado do termo eléctrico, o que complica o processo de formação de uma definição de indução eléctrica.

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Indução. Definição

Isto leva-nos, então, a determinar a definição de indução. Segundo Merriam-Webster, indução é “o processo pelo qual um condutor eléctrico se torna electrificado quando perto de um corpo carregado, pelo qual um corpo magnetizável se magnetiza quando num campo magnético ou no fluxo magnético estabelecido por uma força magnética, ou pelo qual uma força electromotriz é produzida num circuito através da variação do campo magnético ligado ao circuito”

Ao combinar as definições de “eléctrico” e “indução”, podemos derivar uma definição de acordo com as seguintes linhas: Um campo magnético em mudança resulta numa diferença potencial (vulgarmente conhecida como voltagem) num condutor.

Enquanto um campo magnético estacionário não terá qualquer efeito sobre um fio ou um circuito de corrente, um campo magnético em movimento ou em mudança irá gerar uma corrente eléctrica numa corrente baixa, ou uma tensão que viaja através das extremidades de um circuito de corrente. Essencialmente conhecida como indução electromagnética, a corrente ou tensão é chamada corrente induzida ou tensão induzida.

p>Indução eléctrica. Princípio de funcionamento

Indução electromagnética é o princípio director que é usado para explicar como funcionam os geradores eléctricos (também chamados alternadores), microfones, guitarras eléctricas, e transformadores.

A corrente contida no condutor é dita alternada porque a sua corrente flui para trás e para a frente, como resultado de o condutor ser primeiro elevado e depois baixado no campo magnético. Em suma, as correntes ajudam a criar campos magnéticos.

Um campo magnético em movimento ou em mudança produz uma corrente num laço de corrente ou uma tensão através das extremidades de um laço de corrente. A isto chama-se indução electromagnética e a corrente ou tensão chama-se corrente induzida ou tensão induzida.

Indução Electrónica. História

Um dos avanços mais importantes na arena científica, a descoberta da indução electromagnética foi descrita por Michael Faraday em 1831. Oficialmente, ele foi o primeiro cientista e matemático a documentar as suas descobertas após a realização de uma série de testes numa bobina que ele fez, envolvendo um cilindro de papel com arame.

Quando ligou a bobina a um galvanómetro e depois deslocou o íman para a frente e para trás dentro do cilindro, Faraday relatou que o tamanho da tensão produzida dentro de um condutor era proporcional à taxa de mudança do fluxo magnético (níveis alternados das correntes eléctricas).

Outras vezes, Faraday considerou esta afirmação como verdadeira e aplicável independentemente de o próprio fluxo variar em força ou de o condutor se mover através do campo magnético. Como anteriormente referido, a indução electromagnética é o princípio subjacente que explica o funcionamento dos geradores e motores de indução, bem como da maioria das outras máquinas eléctricas.

A lei de Faraday da indução electromagnética afirma que onde está a força electromotriz (emf) em volts, N é o número de voltas do fio, e Wb é o fluxo magnético em Webers.
Further, o cientista alemão, H.F.E. Lenz, usando a “Lei de Lenz” dá a direcção do emf induzido, portanto:

O emf induzido num circuito eléctrico actua sempre numa direcção tal que a corrente que conduz em torno do circuito se opõe à alteração do fluxo magnético que produz o emf.

Indução Eléctrica. Resumo dos Princípios Centrais

Por isso, somos capazes de discernir que o fluxo magnético é a força do campo magnético que percorre uma área específica. Em termos de fórmula, é o produto do campo magnético (B), a área (A) que percorre o ângulo (a) entre a linha 90 graus até à área e as linhas do campo magnético.

O fluxo magnético é representado pelo símbolo F. Por esta razão, os físicos declaram frequentemente a seguinte fórmula como um dado adquirido: F = B*A*cos(a) e a unidade resultante será Tm2, onde T(geralmente como theta, θ) é a unidade para o campo magnético e m2 é a unidade para a área.
Or em termos simplificados, pode preferir pensar no fluxo como um “fluxo de ar” que sopra ar através de uma janela. O tamanho da janela (A), a velocidade do ar (B) e a direcção (theta) determinam a quantidade de ar que passa pela janela.

O fluxo magnético alternado gera uma força electromotriz (emf). Por sua vez, esta força exerce pressão sobre os electrões livres de uma forma específica que produz uma corrente.

Indução electromagnética electro-magnética. Aplicações modernas

Após a relação recíproca entre electricidade e magnetismo ter sido estabelecida, as aplicações práticas eram praticamente ilimitadas.

O gerador, por exemplo, abriu caminho a uma vasta gama de conceitos inovadores e industriais. Ao transformar energia mecânica em energia eléctrica, o gerador baseou-se no princípio básico da indução electromagnética, o da passagem de um condutor eléctrico através de um campo magnético.

Como explicado anteriormente, quando um lado de uma bobina passa através do campo magnético, primeiro numa direcção e depois na outra, uma corrente alternada (fluxo magnético) é o resultado final. Este dispositivo do tipo alternador é o mesmo que é utilizado nos veículos para produzir um fluxo consistente de energia.

Adicionalmente, os transformadores são capazes de enviar correntes alternadas de um circuito eléctrico para outro por meio de indução electromagnética. Cada bairro tem um transformador localizado num pólo de energia centralizado; este é o conduto para transmitir electricidade a todas as casas individuais.

Na sua maioria, estes tipos de transformadores de potência transmitem energia a uma frequência consistente. Os transformadores de rádio frequência (rf) operam dentro das frequências mais elevadas, dando aos geradores rf muitas utilizações industriais.

O rádio foi uma das invenções “modernas” originais que aplicaram a ciência das ondas electromagnéticas. Outros desenvolvimentos contemporâneos incluem o aquecimento por indução e a brasagem por indução (um processo de soldadura utilizado na fabricação de metais onde diferentes metais são soldados entre si para formar um material utilizável).

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