Lei de Lenz: Definição e Efeitos
A lei de Lenz é uma lei básica do eletromagnetismo que foi formulada pelo físico russo Heinrich Lenz
_______________________________________________________________________
Nosso tutorial sobre indutância inclui:
Indutância | Símbolos | Lei de Lenz | Auto indutância | Cálculos de reatância indutiva | Teoria da reatância indutiva | Indutância de fios e bobinas | Indutância Mútua | Transformadores
_______________________________________________________________________
A lei de Lenz é uma das leis básicas do eletromagnetismo. Onde quer que o eletromagnetismo exista, seus efeitos serão sentidos quando ocorrerem quaisquer mudanças.
A lei de Lenz foi deduzida em 1834 pelo físico russo Heinrich Friedrich Emil Lenz que viveu entre 1804 e 1865.
DEFINIÇÃO DA LEI DE LENZ
A lei de Lenz pode ser facilmente definida em uma única frase como abaixo.
- Lei de Lenz: A lei de Lenz afirma que a corrente induzida em um circuito devido a uma mudança ou movimento em um campo magnético é direcionada de modo a se opor à mudança que a causou.
A Lei de Lenz se aplica à autoindutância porque uma corrente induzida tem uma direção tal que seu campo magnético se opõe à mudança no campo magnético que induziu a corrente.
A lei de Lenz também se aplica quando há movimento físico, como o de um ímã
EFEITOS DA LEI DE LENZ
A lei de Lenz pode ser sentida de muitas maneiras e em algumas pode-se ver que as leis de conservação de energia são obedecidas como resultado. Exemplos físicos de sua presença podem ser vistos de várias maneiras.
- Ímã de barra permanente e bobina: Um dos métodos mais fáceis de demonstrar a lei de Lenz é mover um ímã de barra permanente em uma bobina. À medida que o campo do ímã se move através da bobina, uma corrente elétrica é induzida. Por sua vez, essa corrente cria um campo magnético ao redor da bobina, tornando a bobina um eletroímã. Como os pólos iguais se repelem, a lei de Lenz nos permite prever que quando o pólo norte da barra magnética se aproxima da bobina, a corrente induzida é em tal direção, que o lado da bobina mais próximo do pólo norte da barra magnética também se torna um pólo norte e desta forma se opõe à barra magnética que se aproxima. Quando a barra magnética é retirada da bobina, a corrente induzida se inverte, de modo que o lado da bobina próximo ao pólo norte da barra magnética torna-se um pólo sul para produzir uma força de atração na barra magnética que está sendo removida.
- Dínamo: Levando adiante a analogia do ímã da barra, pode-se ver que virar um dínamo induzirá uma corrente tal que o movimento do dínamo é oposto. Como resultado, é preciso trabalhar para virar o dínamo e gerar corrente. Desta forma, a energia mecânica empregada para girar o dínamo é convertida em energia elétrica e desta forma as leis de conservação da energia são preservadas.
- Acúmulo lento de corrente na bobina após ligar: Outra maneira pela qual a lei de Le
- nz faz sentir sua presença é quando a corrente em um circuito incluindo um está sintonizada. A taxa de mudança mais rápida ocorre apenas na ativação, quando um grande salto na tensão é aplicado. Um back EMF é construído e, como resultado, a corrente no circuito aumenta lentamente.
- O aumento da corrente quando uma tensão constante é aplicada a um indutor
- Back EMF gerado na bobina ao desligar: Da mesma forma, quando a corrente é desligada, a lei de Lenz entra em jogo. O indutor se opõe à mudança que ocorreu quando o circuito é interrompido e a corrente é interrompida repentinamente. Como resultado, um grande EMF de retorno é induzido, o que tenta garantir que a corrente continue a fluir. Este EMF traseiro pode ser muito grande e pode causar arco nos contatos da chave.
Onde os circuitos são controlados por um transistor ou FET, o EMF traseiro pode dar origem a tensões muito grandes que podem destruir o dispositivo. Para superar isso, um diodo supressor é incluído na bobina do indutor – neste caso, o de um relé. Isso é polarizado reversamente em operação normal, mas quando o back EMF é gerado, que é no sentido oposto ao da tensão em condições normais de operação, o diodo começa a conduzir, dissipando com segurança o back EMF.
- Impedindo o fluxo de corrente alternada: Os indutores impedem o fluxo de fluxo de corrente alternada como resultado da lei de Lenz. Este é realmente um recurso muito útil dos indutores. Por definição, uma corrente alternada está mudando constantemente e, portanto, como resultado da lei de Lenz, um EMF de retorno será construído para neutralizar o fluxo de corrente como resultado da lei de Lenz. Esta tensão é proporcional à indutância e à taxa de variação. Desta forma a tensão induzida irá trabalhar contra a tensão fazendo com que a corrente flua e desta forma irá impedir o fluxo de corrente.
A lei de Lenz é uma das leis básicas associadas a indutores e indutância. Está no cerne da compreensão de por que os indutores se comportam como se comportam: resistindo a qualquer mudança, resistindo ao fluxo de corrente alternada, retardando o aumento da corrente em um circuito, criando campos eletromagnéticos de volta e também fazendo com que o trabalho seja feito quando um dínamo gera eletricidade. Isso significa que a presença da lei de Lenz é sentida em muitos cenários.
________________________________________________________________
0 Comentários