Lei de Lenz

Rosimar Gouveia

A Lei de Lenz determina o sentido da corrente elétrica que surge em um circuito, a partir da variação do fluxo magnético (indução eletromagnética).

Essa Lei foi concebida pelo físico russo Heinrich Lenz, pouco tempo depois da descoberta da indução eletromagnética por Michael Faraday (1831).

Em seus experimentos, Faraday comprovou a existência da corrente induzida e identificou que esta apresentava sentido variável, contudo, não conseguiu formular uma lei que indicasse esse sentido.

Assim, em 1834 Lenz propôs uma regra, que ficou conhecida como Lei de Lenz, para a determinação do sentido desta corrente

Os estudos de Faraday e Lenz contribuíram de forma significativa para o entendimento da indução eletromagnética.

Essas pesquisas são de vital importância para a vida moderna, pois grande parte da energia elétrica produzida em larga escala está baseada nesse fenômeno.

Torres elétricas
Atualmente a produção de energia elétrica em larga escala é feita através da indução eletromagnética

Fluxo Magnético

Para representar o campo magnético, utilizamos linhas, que neste caso, são chamadas de linhas de indução. Quanto mais intenso o campo, mais próximas estarão essas linhas.

O fluxo magnético é definido como o número de linhas de indução que atravessam uma superfície. Quanto maior o número de linhas, mais intenso é o fluxo magnético.

Para variar o fluxo magnético através de uma superfície, podemos alterar a intensidade do campo magnético, mudar a área do condutor ou variar o ângulo entre a superfície e as linhas de indução.

Assim, podemos utilizar uma dessas formas para gerar uma força eletromotriz (fem) em um condutor e consequentemente uma corrente induzida.

Fórmula

Para encontrar o valor do fluxo magnético utilizamos a seguinte fórmula:

ϕ igual a B. A. cos espaço teta

Sendo,

ϕ: fluxo magnético (Wb)
B: intensidade do campo magnético (T)
A: área da superfície (m2)
θ: ângulo entre o vetor B e o vetor normal à superfície

Fluxo magnético

Sentido da Corrente Induzida

Uma corrente elétrica cria ao seu redor um campo magnético e isto também ocorre com a corrente induzida.

Desta forma, Lenz observou que quando o fluxo magnético aumenta, uma corrente induzida surge no condutor em um sentido tal que o campo magnético criado por ela tenta impedir o aumento deste fluxo.

Na imagem abaixo, temos um ímã se aproximando de um condutor (espira). A aproximação do imã produz um aumento do fluxo magnético através da superfície do condutor.

Esse aumento do fluxo cria no condutor uma corrente induzida, de forma que o fluxo criado por ela possui sentido inverso do campo criado pelo ímã.

Lei de Lenz exemplo

Ao contrário, quando o fluxo magnético diminuí, um campo induzido surge para reforçar este campo, tentando impedir que ocorra essa redução.

Na imagem abaixo, o ímã está se afastando do condutor (espira), desta forma o fluxo magnético através do condutor está diminuindo.

A corrente cria então ao seu redor um campo induzido que apresenta o mesmo sentido do campo criado pelo ímã.

Lei de Lenz

Resumindo esses fatos, a Lei de Lenz pode ser enunciada como:

O sentido da corrente induzida é tal que o campo que ela produz se opõem à variação do fluxo magnético que a produziu.

Regra de Ampère

Usamos uma regra prática, chamada de regra de Ampère ou regra da mão direita, para definir o sentido do campo produzido pela corrente induzida.

Nesta regra, usamos a mão direita como se estivéssemos envolvendo o fio. O dedão irá apontar o sentido da corrente, e os demais dedos o sentido do campo magnético.

regra da mão direita

Lei de Faraday

A lei de Lenz indica o sentido da corrente induzida, contudo, para determinar a intensidade da fem induzida em um condutor quando o fluxo magnético está variando, usamos a lei de Faraday.

Ela pode ser representada matematicamente pela seguinte fórmula:

épsilon igual a menos numerador incremento ϕ sobre denominador incremento t fim da fração

Sendo,

ε: força eletromotriz induzida (V)
ΔΦ: variação do fluxo magnético (Wb)
Δt: intervalo de tempo (s)

O sinal negativo da fórmula se deve exatamente a Lei de Lenz, pois representa que o sentido da fem induzida é em oposição a variação do fluxo magnético.

Para saber mais, veja também:

Sugestão de Vídeo

Veja o vídeo produzido pela Universidade de São Paulo (USP) que apresenta um experimento chamado pêndulo magnético. Nele, podemos constatar o fenômeno da indução eletromagnética.

Exercícios Resolvidos

1) Enem - 2014

O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.

Exercícios Lei de Lenz

A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a

a) a esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida.
b) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida.
c) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade.
d) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida.
e) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade.

Alternativa a: a esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida.

2) Enem - 2011

O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto:
Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um ímã permanente. O campo magnético do ímã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador, e daí, para o alto-falante.

Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon

a) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante
b) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço
c) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do ímã permanente
d) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador
e) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador.

Alternativa c: apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do ímã permanente

Rosimar Gouveia
Rosimar Gouveia
Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.