Leis de Faraday

Definição

A lei de Faraday relaciona um fluxo magnético variável no tempo à integral de linha de um campo elétrico. Isto mostra que campos magnéticos variáveis no tempo geram campos elétricoso que explica no aparecimento das correntes e forças eletromotrizes induzidas.

Deve-se ressaltar também que a integral de linha do campo elétrico (lado esquerdo da equação de Faraday) não é nula, como no caso da eletrostática. Na eletrostática a integral de E.dl, num caminho fechado é sempre igual a zero. Isto deve-se ao fato dos campos elétricos gerados por cargas elétricas estáticas serem sempre divergentes ou convergentes. Diferentemente, na lei de Faraday os campos elétricos são rotacionais.

A ausência dos monopolos magnéticos implica que não haverá um termo, no lado direito da terceira equação, devido a correntes magnéticas.


Gaiola de Faraday



Num corpo neutro, as cargas elétricas positivas e negativas distribuem-se pelo corpo.

Se eletrizarmos o corpo, as cargas em excesso repelem-se mutuamente e concentram-se na periferia do corpo, na sua superfície exterior.

Passado um curto tempo inicial após a eletrização, o corpo fica em equilíbrio eletrostático, não havendo movimentos de cargas elétricas a nível macroscópico.

Estes fatos comprovou experimentalmente Michael Faraday ao encerrar-se no interior de uma gaiola condutora, onde verificou não haver manifestação de fenómenos elétricos no seu interior.

Veja o experimento:

Uma gaiola de Faraday, para além de ser condutora, não necessita ser contínua, podendo ser constituída por uma rede metálica. Desta configuração lhe veio o nome de gaiola. A verificação do seu comportamento elétrico pode ser feita colocando pêndulos elétricos nas suas paredes interiores e exteriores e eletroscópios no seu interior. Não havendo cargas elétricas no seu interior, verifica-se que, ao eletrizar a gaiola por contato com um gerador eletrostático, os pêndulos exteriores se desviam das paredes, acusando a sua eletrização, enquanto os interiores permanecem imóveis, assim como as folhas dos eletroscópios, comprovando a não existência de cargas elétricas no interior da gaiola.

Duas leis de Faraday sintetizam as observações experimentais:

1ª lei de Faraday


- Nos condutores em equilíbrio a eletricidade é distribuída apenas na superfície externa ; no seu interior não há traço de eletricidade.


2ª lei de Faraday


- No equilíbrio elétrico a força elétrica no interior dos condutores completamente fechados e desprovidos de corpos eletrizados é nula.

A gaiola de Faraday foi adotada para proteger instrumentos e aparelhos de grande sensibilidade colocados no seu interior. Também serve para garantir a segurança de instalações perigosas como paióis e locais de preparação de explosivos. A proteção de edifícios contra descargas atmosféricas é outra aplicação da gaiola. Devido a esta função de proteção, a gaiola também é conhecida como écran eletrostático.

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