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Variação do fluxo magnético em uma bobina devido a variações da corrente na bobina

Imagine o seguinte circuito: uma bobina, um interruptor e uma fonte de corrente contínua. Quando o interruptor está aberto, não forma o campo magnético na bobina, mas fechando o circuito surge um campo magnético nessa bobina. Gostaria de saber:

– Se ficar abrindo e fechando o circuito através do interruptor, o campo magnético vai ficar aparecendo e desaparecendo. Esta movimentação do campo magnético é uma forma de variação do fluxo magnético?

– Se for uma forma de variar o campo magnético pode-se obter o campo elétrico?

– Essa variação do fluxo magnético não seria mais viável para gerar um campo elétrico, em substituição a variação do fluxo magnético de movimento circular?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

As respostas à tua primeira e segunda pergunta são positivas. Na verdade estás propondo o que na literatura elementar de Eletromagnetismo é tratado como fem autoinduzida e autoindutância da bobina ou de qualquer circuito. Mesmo em um circuito muito simples onde temos apenas uma espira o efeito já acontece, embora passando muitas vezes sem ser notado.

Uma evidência da autoindução, que sempre demonstro em minhas aulas de Eletromagnetismo, constitui-se em abrir uma chave em um circuito de baixa tensão (alimentado por uma fonte que lhe aplica apenas alguns poucos volts). Se o circuito contiver uma bobina (eu uso uma bobina com 500 espiras), a abertura da chave é seguida por um forte centelhamento entre os contatos da chave, evidenciando o aparecimento de alta tensão (alguns milhares de volts) no circuito graças à rápida variação do fluxo magnético acompanhando a rápida extinção da corrente, autoinduzindo a bobina com uma fem de milhares de volts. Tal tipo de centelhamento acontece sempre, embora na maioria das vezes oculto, em chaves interruptoras do nosso cotidiano.

Se um capacitor é colocado em paralelo com a chave, o centelhamento enfraquece muito dependendo da capacitância, e no circuito estabelece-se uma corrente alternada amortecida e transitória, usualmente com frequência da ordem de kilohertz ou maior. Este é um procedimento simples para produzir corrente alternada a partir de uma fonte de tensão contínua ou alternada, mas com frequência que nada tem a ver com a frequência da fonte. Ele  é utilizado em circuitos primários de bobinas de Ruhmkorff e bobinas de Tesla. As bobinas de Rumkorff permitiram gerar alta tensão (cerca de 20.000V)  para produzir centelhas elétricas em velas de ignição de motores automotivos a partir de uma fonte de fem constante e baixa tensão (6V, 12V).

Quanto à tua terceira pergunta eu respondo que esta é uma forma de produção de campos elétricos induzidos e fems induzidas. Dependendo do que se deseja do processo de geração ela pode ser ou não utilizada. Mesmo em bobinas de Ruhmkorff e Tesla o procedimento é utilizado em uma parte do circuito (no circuito primário), recorrendo-se concomitantemente a outros procedimentos.

Sugiro complementar esta leitura em outra postagem do CREF, originada em uma pergunta de um dos meus ex-alunos de Engenharia Elétrica da UFRGS: Indutor com corrente é interrompido! O que acontece a seguir?

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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