Por que e como os ímãs podem gerar eletricidade?

Introdução

No início da década de 1820, Michael Faraday, um cientista inglês, conseguiu gerar eletricidade movendo um laço de fio entre os pólos de um ímã. E ele postou o primeiro princípio para gerar eletricidade.

A energia elétrica obedece à primeira lei da termodinâmica que afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, mas pode ser convertida de uma forma para outra. Após essa lei, a energia magnética pode ser convertida em energia elétrica. Portanto, os ímãs podem ser usados ​​para gerar eletricidade.

Isso levanta a questão, como?

O que é indução eletromagnética?

Para uma melhor compreensão de como as forças magnéticas podem gerar eletricidade, devemos examinar atentamente um fenômeno conhecido como indução eletromagnética. A indução eletromagnética é um processo que cria uma força eletromotiva em um condutor elétrico na presença de um campo magnético em mudança. Em 1831, Michael Faraday descobre indução eletromagnética. Seu experimento provou que nenhuma corrente elétrica pode ser produzida a partir de um campo magnético se o ímã for mantido estacionário. Os campos magnéticos podem produzir eletricidade porque os campos magnéticos em movimento podem puxar ou empurrar elétrons . Condutores elétricos como cobre mantiveram elétrons frouxos. Quando um campo magnético se move ao redor deles, ele empurra os elétrons frouxos e cria uma corrente elétrica nos condutores.

Aplicações de indução eletromagnética

Desde que Michael Faraday descobriu que os ímãs podem gerar eletricidade usando indução eletromagnética, esse fenômeno foi aplicado em várias invenções. Alguns deles são mencionados abaixo.

Gerador elétrico

Um gerador elétrico é um dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica. Um gerador elétrico normalmente possui duas partes. Uma parte é chamada de parte do enrolamento de campo, enquanto a outra parte é chamada de armadura. A parte do enrolamento de campo está preocupada com a produção de campos magnéticos no gerador elétrico. A armadura está preocupada com a produção de correntes elétricas a partir de campos magnéticos.

Michael Faraday produziu o primeiro gerador eletromagnético - o disco de Faraday. Foi feito de um disco de cobre girando entre os pólos de um ímã de ferradura para produzir correntes elétricas.

Existem dois tipos de geradores elétricos. Um é chamado de gerador de corrente alternado, o outro é chamado de gerador de corrente direta. Em um gerador de corrente alternado, como o nome indica, a direção da corrente induzida alterna cada vez que a direção do movimento do condutor muda. No entanto, em um gerador de corrente direta, a direção da corrente induzida não muda em nenhuma circunstância. Isso ocorre porque os geradores de corrente direta contêm viajantes.

Motor elétrico

Um motor elétrico é um dispositivo que converte energia elétrica em energia mecânica. Em um motor elétrico, o estator segura os ímãs. Os ímãs podem ser ímãs ou eletroímãs permanentes . O rotor, por outro lado, segura o condutor elétrico no motor elétrico.

A corrente elétrica do condutor faz com que o campo magnético dos ímãs exerça uma força no rotor. Essa força faz com que o motor gire e forneça uma saída mecânica.

Formação eletromagnética

Este é um método de remodelação de metais sem influência mecânica. Nesse processo, uma bobina é aproximada do metal. Um campo magnético alternado ao redor da bobina induz uma corrente elétrica nele. A corrente elétrica na bobina cria um campo magnético ao redor do condutor.

O campo magnético ao redor da bobina e o campo magnético ao redor do condutor se repelem. Em seguida, a força magnética ao redor da bobina domina a força de rendimento do condutor. Assim, o condutor sofre deformação permanente.

Transformador

Os transformadores funcionam com o princípio da indução eletromagnética. Eles são usados ​​para alterar os níveis de tensão das correntes alternadas. Portanto, existem dois tipos de transformadores. O transformador de intensificação é o tipo de transformador que aumenta os níveis de tensão de correntes alternadas, enquanto o transformador de afastamento é o tipo de transformador que diminui os níveis de tensão das correntes alternadas.

Estimulação magnética transcraniana

Este é um tipo de estimulação cerebral que não requer nenhuma forma de cirurgia. Nesse tipo de estimulação cerebral, uma bobina magnética conectada a um estimulador elétrico é conectada ao couro cabeludo. O estimulador elétrico produz uma corrente elétrica que induz um campo magnético na bobina magnética. O campo magnético, por sua vez, induz uma carga elétrica em áreas especificadas do cérebro.

Cozimento de indução

O cozimento da indução é outra aplicação popular de indução eletromagnética. No cozimento da indução, o vaso de cozinha deve ter uma base ferromagnética. Além disso, o recipiente de cozinha é colocado em um cooktop que possui uma bobina de fio. A corrente elétrica alternada passa pela bobina de fio e induz um campo magnético em mudança.

A mudança do campo magnético induz uma corrente elétrica no recipiente de cozimento. Além disso, a base ferromagnética do vaso de cozimento coloca resistência contra a corrente elétrica. Essa corrente produz calor na base do navio de cozinha.

Conclusão

O fato de a eletricidade poder ser gerada a partir de ímãs provocou várias invenções modernas. Geradores elétricos, transformadores e motores elétricos são exemplos dessas invenções. Felizmente, as invenções acima mencionadas continuam a melhorar a qualidade de vida no século XXI.

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