Graduação
  1. Mecânica clássica  1.1. dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. movimento de projétil  1.1.4. Velocidade relativa  1.1.5. Movimento circular uniforme  1.1.6. Movimento circular não uniforme  1.1.7. Sistemas de referência e transformações  1.2. Leis de Newton do Movimento  1.2.1. Primeira lei do movimento  1.2.2. Segunda lei do movimento  1.2.3. Terceira Lei do Movimento  1.2.4. Aplicações das Leis de Newton  1.2.5. Atrito e seus tipos  1.2.6. Diagrama de Corpo Livre  1.2.7. Restrições e pseudo-forças  1.3. Trabalho e Energia  1.3.1. trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema trabalho–energia  1.3.3. Energia Cinética  1.3.4. Energia potencial na mecânica clássica  1.3.5. Forças conservativas e não conservativas  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.4. Velocidade e colisões  1.4.1. Momento linear  1.4.2. Conservação do Momento  1.4.3. Impulso e força de impacto  1.4.4. Colisão elástica e inelástica  1.4.5. Centro de massa e velocidade  1.4.6. Propulsão de Foguetes  1.5. Movimento rotacional  1.5.1. Torque e Momento Angular  1.5.2. Momento de inércia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energia Rotacional  1.5.5. Movimento de Rolamento  1.5.6. Precessão e movimento giroscópico  1.6. Força gravitacional  1.6.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.6.2. Energia potencial gravitacional  1.6.3. Mecânica orbital  1.6.4. Leis do movimento planetário de Kepler  1.6.5. Campo gravitacional e potencial  1.7. Fluid mechanics  1.7.1. Pressão e Princípio de Pascal  1.7.2. Flutuabilidade e o Princípio de Arquimedes  1.7.3. Dinâmica dos Fluidos e Princípio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidade e Lei de Poiseuille  1.7.5. Tensão superficial e capilaridade  1.8. Oscilações e ondas  1.8.1. Movimento Harmônico Simples  1.8.2. Oscilações amortecidas e forçadas  1.8.3. Oscilações acopladas e modos comuns  1.8.4. Propriedades e tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras e o Efeito Doppler  1.8.6. Interferência de ondas e superposição
  2. Eletromagnetismo  2.1. Eletrostática  2.1.1. Carga elétrica e propriedades  2.1.2. Lei de Coulomb  2.1.3. Campo elétrico e potencial elétrico  2.1.4. Lei de Gauss  2.1.5. Capacitância e Dielétrico  2.1.6. Dipolo elétrico e energia potencial  2.2. Circuitos Elétricos  2.2.1. Corrente e Resistência  2.2.2. Lei de Ohm  2.2.3. Leis de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuits de CA e Reatância  2.2.6. Energia e potência elétrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos e Forças Magnéticas  2.3.2. Lei de Ampère  2.3.3. Momento de dipolo magnético  2.3.4. Lei de Biot-Savart  2.3.5. Materiais Magnéticos e Histerese  2.4. Indução eletromagnética  2.4.1. Lei de Faraday  2.4.2. Lei de Lenz  2.4.3. Autoindução e indução mútua  2.4.4. Transformadores e circuitos indutivos  2.5. Equações de Maxwell  2.5.1. Lei de Gauss para eletricidade  2.5.2. Lei de Gauss para o magnetismo  2.5.3. Lei da indução de Faraday  2.5.4. Lei de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas eletromagnéticas
  3. Termodinâmica  3.1. Leis da Termodinâmica  3.1.1. Lei Zero da Termodinâmica  3.1.2. Primeira lei da termodinâmica  3.1.3. Segunda Lei  3.1.4. Terceira Lei  3.2. Calor e trabalho  3.2.1. Transferência de calor (condução, convecção, radiação)  3.2.2. Expansão térmica  3.2.3. Motores térmicos e refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot e eficiência  3.3. Mecânica estatística  3.3.1. Distribuição de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropia e Probabilidade  3.3.3. Função de partição  3.3.4. Estatísticas de Fermi–Dirac e Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexão e Refração  4.1.2. Espelhos e lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. Princípio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferência em óptica de ondas  4.2.2. Difração  4.2.3. Polarização  4.2.4. Coerência e holografia
  5. Mecânica quântica  5.1. Dualidade onda-partícula  5.1.1. Radiação de corpo negro na dualidade onda-partícula em mecânica quântica  5.1.2. Efeito Fotoelétrico  5.1.3. Espalhamento Compton  5.1.4. Comprimento de onda de De Broglie  5.2. Equação de Schrödinger  5.2.1. Equação de Schrödinger independente do tempo  5.2.2. Partícula em uma caixa  5.2.3. Túnel Quântico  5.2.4. Poços e barreiras de potencial  5.3. Estados Quânticos  5.3.1. Função de onda  5.3.2. Operadores quânticos  5.3.3. Princípio da incerteza de Heisenberg  5.3.4. Momento angular e spin
  6. Relatividade  6.1. Relatividade especial  6.1.1. Transformações de Lorentz  6.1.2. Expansão do tempo e contração do comprimento  6.1.3. Energia relativística e momento  6.2. Relatividade Geral  6.2.1. Princípio da Equivalência  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionais  6.2.4. Buracos negros e horizontes de eventos
  7. Física do estado sólido  7.1. Estrutura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difração de raios X  7.1.3. Teoria das bandas  7.1.4. Fónons e vibrações da rede  7.2. Propriedades Elétricas e Magnéticas  7.2.1. Condutores, Semicondutores e Isolantes  7.2.2. Supercondutividade  7.2.3. Efeito Hall
  8. Física nuclear e de partículas  8.1. Estrutura Atômica  8.1.1. Modelo Atômico  8.1.2. Energia de ligação nuclear  8.2. Radioatividade  8.2.1. Decaimento alfa, beta, gama  8.2.2. Meia-vida  8.2.3. Fissão e Fusão Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Padrão  8.3.2. Quarks e Léptons  8.3.3. antimatéria  8.3.4. Interações fundamentais
  9. Astrofísica e cosmologia  9.1. Evolução estelar  9.1.1. Formação estelar  9.1.2. Buracos negros e estrelas de nêutrons  9.1.3. Anãs brancas e supernovas  9.2. Cosmologia  9.2.1. The Big Bang Theory  9.2.2. Matéria escura e energia escura  9.2.3. Fundo cósmico de micro-ondas

Graduação → Eletromagnetismo → Indução eletromagnética ↓


Lei de Lenz


A lei de Lenz é um princípio fundamental no eletromagnetismo, um ramo da física que lida com a interação de campos elétricos e magnéticos. É nomeada após o físico alemão Heinrich Lenz, que a formulou em 1834. A lei de Lenz relaciona a direção da força eletromotriz (fem) induzida e a corrente produzida por uma mudança no fluxo magnético. Esta lei é essencial para compreender a indução eletromagnética, o processo de produção de corrente elétrica a partir de um campo magnético. A lei de Lenz é formulada de forma simples neste contexto: a direção da corrente induzida será tal que se opõe à mudança no fluxo magnético que a produziu.

Entendendo a base

Para entender adequadamente a lei de Lenz, é importante primeiro compreender o conceito de fluxo magnético e indução eletromagnética. O fluxo magnético é uma medida do número de linhas de campo magnético passando por uma determinada área de superfície. É matematicamente definido como:

Φ = B * A * cos(θ)

Onde Φ é o fluxo magnético, B é a intensidade do campo magnético, A é a área através da qual as linhas de campo passam, e θ é o ângulo entre as linhas de campo e a normal à superfície.

A indução eletromagnética refere-se à produção de força eletromotriz (fem) em um condutor quando este é exposto a um campo magnético variável. A lei da indução de Faraday, descoberta por Michael Faraday, quantifica esse processo. Afirma que a fem induzida em qualquer circuito fechado é igual à taxa de mudança do fluxo magnético através do circuito.

Declaração da lei de Lenz

A lei de Lenz avança a descoberta de Faraday determinando a direção da corrente induzida. A lei de Lenz é declarada da seguinte forma:

A direção da força eletromotriz e da corrente induzidas em um circuito fechado é tal que se opõe à mudança no fluxo magnético que a produz.

Exemplo: ímã em movimento

Para entender melhor a lei de Lenz, vamos imaginar um exemplo. Imagine um ímã de barra se movendo em direção a um laço de fio condutor. À medida que o ímã se aproxima, o fluxo magnético através do laço aumenta.

N S ímã em movimento

De acordo com a lei de Lenz, a corrente induzida no laço cria um campo magnético que se opõe ao aumento no fluxo magnético. O laço então age como um ímã com seu próprio polo oposto ao polo adjacente do ímã de barra. Se o polo norte do ímã está se movendo em direção ao laço, o laço induz uma corrente que cria um polo norte no lado mais próximo para repelir o ímã adjacente.

Formulação matemática da lei de Lenz

A lei de Lenz é naturalmente incluída na lei da indução de Faraday através do sinal negativo.

ε = -dΦ/dt

Nesta fórmula, ε representa a fem induzida, e -dΦ/dt representa a taxa de variação do fluxo magnético. O sinal negativo é a expressão matemática da lei de Lenz, que mostra que a fem induzida está na direção oposta à mudança no fluxo magnético.

Outro exemplo: mudando a região

Considere um laço de fio com uma área variável localizada em um campo magnético uniforme. Quando a área do laço muda, o fluxo magnético muda de acordo. Se a área do laço aumenta, a lei de Lenz prevê que a corrente induzida fluirá em uma direção que produza um campo magnético oposto ao aumento.

Área crescente

Lei de Lenz em fenômenos cotidianos

Embora exemplos teóricos ajudem a esclarecer conceitos, a lei de Lenz é observável em muitas situações do mundo real:

  • Fogão de indução: Na cozinha por indução, os utensílios funcionam como um laço, e o campo magnético variável gerado pelo fogão induz correntes de Foucault dentro dos utensílios. Essas correntes aquecem os utensílios diretamente devido à resistência.
  • Freio magnético em trens: Alguns trens usam o princípio da indução eletromagnética para frenagem. Quando poderosos ímãs são alternadamente rotacionados contra os trilhos ou rodas de metal, correntes de Foucault são formadas e criam um campo magnético oposto ao movimento, desacelerando o trem.
  • Guitarra elétrica: Os captadores em guitarras elétricas usam a lei de Lenz para converter vibrações das cordas em sinais elétricos. O movimento da corda altera o campo magnético, induzindo uma corrente na bobina, que é então amplificada para produzir som.

Visualização conceitual: Correntes de Foucault

Correntes de Foucault fornecem outra aplicação interessante da lei de Lenz. Estas são laços de correntes elétricas induzidas dentro de um condutor por um campo magnético variável. Elas podem criar resistência elétrica significativa, fazendo com que o material aqueça.

Condutor

Lei de Lenz e conservação de energia

A lei de Lenz está intimamente ligada à lei de conservação de energia. Ao se opor às mudanças no fluxo magnético, ela garante que a energia seja conservada. O trabalho realizado para mudar o fluxo magnético, como mover um ímã em direção a uma bobina, é convertido em energia elétrica na bobina.

Conclusão

A lei de Lenz é uma pedra angular da teoria eletromagnética, fornecendo informações sobre o comportamento de circuitos e materiais em campos magnéticos variáveis. Ao se opor a mudanças em campos magnéticos, ela garante a conservação de energia e oferece aplicações práticas em muitas tecnologias e dispositivos do dia a dia. Compreender a lei de Lenz nos equipa com uma importante perspectiva sobre a interação entre eletricidade e magnetismo no mundo físico.


Graduação → 2.4.2


U
username
0%
concluído em Graduação

← Anterior (2.4.1)
Lei de Faraday
Próximo (2.4.3) →
Autoindução e indução mútua

Comentários 



Lei de Lenz

https://www.physicsflow.com/ug/2.4.2?pfal=pt