Eletromagnetismo - freio eletromagnetico

ED Física Eletromagnetismo
1. Título
A frenagem eletromagnética de um ímã que cai através de um tubo condutor não ferromagnético.
2. Objetivo do experimento
O objetivo deste experimento é o de apresentar conceitual para o comportamento de magnetos em queda através de canos de material condutor não ferromagnético através da Lei de Faraday e Lei de Lenz.
3. Explicação teórica da experiência
A figura 1 representa um magneto se deslocando no interior de um tubo condutor. Podemos imaginar o tubo condutor como sendo constituído pela justaposição de muitas espiras condutoras das quais apenas duas estão indicadas na figura.

Como o fluxo magnético através das espiras que constituem o tubo está variando em decorrência do movimento de queda do magneto, há o aparecimento de correntes induzidas nas espiras e, consequentemente, surgem forças magnéticas que oferecem resistência à queda do ímã.
Conforme aumenta a velocidade de queda do magneto, cresce a força magnética resistiva total até que, finalmente, o magneto atinge uma velocidade terminal constante quando a força magnética tiver a mesma intensidade da força gravitacional (força peso) exercida no ímã.
Neste caso toda a potência desenvolvida pela força peso deverá ser idêntica em módulo à potência induzida sobre as espiras e dissipada por efeito Joule. Ou seja, o magneto que cai com velocidade constante perde energia potencial gravitacional e esta quantidade de energia é dissipada por efeito Joule no tubo.
É bem sabido que quando um ímã é movimentado nas imediações de uma espira condutora a Lei de Faraday prediz a ocorrência de uma força eletromotriz induzida na espira. A força eletromotriz induzida é consequência da variação do fluxo magnético produzido pelo magneto que se aproxima ou se afasta da espira. A existência de uma força eletromotriz sobre um circuito condutor fechado (a espira) causa uma corrente elétrica na espira e, devido à resistência elétrica da espira, ocorre dissipação de energia. Da Lei de