Lei de Lenz

Na descoberta de Faraday , quando ocorre uma variação do fluxo magnético através de uma expira, há a formação de uma corrente induzida. Dessa maneira, visando o estudos após as descobertas de Faraday, o físico alemão Heirich Lenz começou a estudar a indução eletromagnética.

Segundo a Lei de Lenz haverá uma corrente induzida através de uma expira, quando houver uma variação do fluxo magnético através da mesma. Dessa maneira, com a formação dessa corrente, o sentido dela é tal que gera um campo induzido que se opõe à variação do fluxo magnético. A partir disso, existem algumas situações em que há uma variação do fluxo magnético, são elas: o campo através da expira varia (aumenta ou diminui), a expira varia em área ou em ângulo de inclinação, ou a expira se move para dentro ou para fora de um campo magnético.

Dessa maneira, a lei de Lenz depende de uma ideia, que são as correntes de Foucault, na qual diz que se há uma corrente induzida em uma expira, a mesma gera seu próprio campo magnético induzido. Dessa maneira, nas imagens abaixo tem-se as interpretações para a lei de Lenz:

Fica claro portanto, que se há um aumento no fluxo, o campo magnético induzido se opõe ao campo magnético aplicado. Já se há uma diminuição no fluxo o campo magnético induzido tem o mesmo sentido do campo magnético aplicado. No entanto, se existe um fluxo estável, não há campo magnético induzido nem tão pouco corrente induzida. Para determinação do sentido da corrente induzida usa-se a regra da mão direita.

Aplicação no Projeto

A lei de Lenz se encaixa no projeto do anel de Thomson ao passo que se tem uma corrente alternada passando através de um solenoide, esta corrente alternada através do mesmo forma um campo magnético de maior intensidade no interior do solenoide que flui através de um núcleo de ferro aumentando assim o campo em relação à um núcleo de vácuo.

Dessa maneira, havendo um aumento na permeabilidade absoluta há uma intensificação ainda maior do campo que irá atravessar e por vezes tangenciar anel que será posto dentro do tubo de PVC. A depender do material, o anel irá subir, atrair ou se manter estável.

No entanto, no anel de alumínio por exemplo haverá a atuação do campo gerado pela solenoide, este campo passando pelo anel irá gerar uma corrente induzida. Esta corrente, por vez, influencia a formação de um campo induzido que irá se opor ao fluxo magnético gerado pela solenoide ao atravessar o anel, tal campo visa estabilizar as forças atuantes em uma expira, podendo portanto ser do mesmo sentido do campo ou ser de sentido contrário ao mesmo, como citado anteriormente.

A utilização de uma corrente alternada é um dos principais fatores que implicam na levitação magnética do anel pelo período de tempo em que o botão estiver pressionado. Por esta ser uma função senoidal, a corrente nunca se mantém constante, não havendo então uma variação de fluxo constante ao longo de uma expira (anel).

Entretanto, a utilização de uma corrente contínua possibilitaria o efeito magnético de levitação, no entanto seria tão rápido, que não se poderia perceber a olho nu, até mesmo o uso de um capacitor poderia ser implementado ao circuito DC, mas a estabilização do fluxo por uma expira seria tão rápido que aconteceria em menos de 1 segundo.

Dessa maneira, a lei de Lenz esta ligada ao cálculo da força eletromotriz gerada pela variação do fluxo, onde é perceptível ver que o sinal que determina essa igualdade é proveniente da Lei de Lenz.

Referencias:

Knight R.; Física uma Abordagem Estratégica; Volume 3; 2° edição; p. 1051 à 1054; Bookman; Porto Alegre; 2009.

Nussenzveig H. M.; Curso de Física Básica; Volume 3; 1° edição; p. 165 à 169; Blucher; São Paulo; 1997.

Postado por: Daniel Lopes de Souza.