Ímã entrando e saindo de uma bobina
–Arraste o ímã para dentro e para fora da bobina. Quanto mais rápido, maior o desvio do ponteiro.
Fluxo × tempo
fem induzida × tempo
A fem é a inclinação do gráfico do fluxo, com sinal trocado: fluxo subindo depressa dá fem grande; fluxo parado (mesmo alto) dá zero.
Lei de Faraday
Só aparece corrente enquanto o fluxo magnético na bobina está mudando. Ímã parado, mesmo lá dentro, não induz nada.
Lei de Lenz
Aproximando o polo norte, a bobina vira um norte e empurra o ímã. Afastando, vira um sul e puxa de volta. Por isso é preciso fazer força: a energia elétrica sai do seu trabalho.
Para levar pra prova
fem maior com mais espiras, ímã mais forte ou movimento mais rápido.
Inverter o sentido do movimento ou o polo do ímã inverte a corrente.
Ímã parado ou bobina parada em campo constante: corrente zero.
Roda d'água ligada a um gerador
–Dentro do gerador, a bobina gira entre os polos do ímã. A cada meia volta o fluxo inverte, e a corrente sai alternada.
Tensão do gerador × tempo
Roda mais rápida: a onda fica mais alta (mais tensão) e mais apertada (mais frequência).
Para onde vai a energia da água
Do giro à corrente
A bobina gira dentro do campo do ímã: o fluxo nela sobe, desce e inverte o tempo todo, então a fem é alternada. Girar mais rápido aumenta a tensão e a frequência.
Lenz freia a roda
Ligar mais lâmpadas puxa mais corrente, e a corrente no gerador faz força contra o giro. A roda desacelera: a energia que acende as lâmpadas sai da água.
Para levar pra prova
Usina hidrelétrica: energia potencial da água → cinética → elétrica. O gerador transforma energia; não cria.
Gerador e motor são a mesma máquina em sentidos opostos.
No Brasil, a tensão da tomada é alternada a 60 Hz.
Celular na base de carregamento
–As setas do campo trocam de sentido devagar aqui para dar tempo de ver. Na base de verdade, isso acontece cerca de 100 mil vezes por segundo.
Corrente na base e fem no celular
Como funciona
Precisa ser alternada
A corrente da base muda de sentido o tempo todo, o campo varia e o fluxo no celular varia: aparece fem. Com corrente contínua, o campo fica constante e não induz nada.
Distância e alinhamento
O campo enfraquece rápido ao se afastar da bobina. Capinha grossa ou celular fora do centro: menos linhas de campo passam pela bobina do celular e ele carrega mais devagar.
Para levar pra prova
É o princípio do transformador: duas bobinas, corrente variável na primeira, fem induzida na segunda.
Escova de dentes elétrica e cartão por aproximação funcionam do mesmo jeito.
Indução exige variação de fluxo, nunca campo constante.
Cooktop de indução
–Temperatura da água × tempo
Por que esquenta (ou não)
Correntes de Foucault
A bobina sob o vidro tem corrente alternada de dezenas de milhares de hertz. O campo variável induz correntes em redemoinho no fundo da panela, que esquentam o metal por efeito Joule. A própria panela é o “resistor”.
Vidro e alumínio
Vidro não conduz: nenhuma corrente aparece nele. Alumínio conduz bem demais e não é magnético: a corrente induzida esquenta pouco, e muitos fogões nem ligam.
Para levar pra prova
O calor nasce na panela, não no fogão: por isso a indução é mais eficiente que a chama.
A mão no vidro não esquenta. O vidro só fica quente por contato com a panela aquecida.
Panela boa para indução é a que o ímã gruda.