eletromagnetismo

1.1. Funcionamento do motor elementar. Montar o motor elementar e alimentar o eletroímã com tensão contínua. Acionar o eletroímã num movimento circular e observar o desempenho da espira imersa no campo magnético. Substitua a espira por um rotor tipo gaiola com núcleo de ferro e verifique a melhoria em seu desempenho em termos de velocidade e de acompanhar o campo giratório.
O funcionamento do motor de indução, também se baseia na Lei de Indução Eletromagnética de Faraday, que diz: se houver uma variação de fluxo magnético numa bobina (de N −espiras), por exemplo, a mesma será sede de uma força eletromotriz induzida (fem−→e) proporcional a velocidade de variação de fluxo e ao número de espiras. Isto é

Como já foi dito, o sinal negativo, é relativo a Lei de Lenz, e significa que o sentido da fem induzida no circuito (fechado) produz efeitos elétricos (corrente), magnéticos e mecânicos de modo a sempre se opor a causa que lhe deu origem (i.e., à variação de fluxo). Na Fig. 1.1(a), é mostrado o motor de indução elementar, constituído de um peça bipolar, imã em forma de U, cujo campo magnético em seu interior (B) é considerado uniforme e pode girar em torno de seu eixo com a velocidade angular ω1. Imerso nesse campo uma bobina (N2 espiras) suspensa pelo seu eixo e mancais de modo a não ter contato mecânico com peça polar e livre para girar que corresponde ao rotor do motor. Todas as grandezas relativas ao rotor levam o índice 2. Considerando que o rotor gira com a velocidade ω2 < ω1 e que forma um circuito elétrico fechado. O movimento de rotação faz variar o fluxo que enlaça as N2 espiras. Por exemplo, no instante t = 0 é considerado que todo fluxo magnético que atravessa a superfície da bobina (S = L · 2R) (ver Fig. 1.1 (b)). O vetor superfície (S) é obtido associando-se a ela o vetor unitário (n) normal à mesma. O fluxo magnético é então dado pelo produto escalar dos vetores:

No instante t diferente de 0 temos:

Multiplicando pelas N2 espirar temos o