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A lei de Faraday descreve o modo com que um ímã que se move através de uma bobina induz uma voltagem (força eletromotriz, ou FEM). Para calcular a voltagem gerada por uma única passagem do ímã pela bobina, será necessários conhecer a quantidade de voltas e o diâmetro dela, a força do campo magnético do ímã e o tempo exato de duração da passagem.
Visão geral
De acordo com a Lei de Faraday, quando um fio condutor sofre flutuações do campo magnético que está ao seu redor, uma tensão elétrica será gerada, ou "induzida", através de seu material.
Mudando a localização do ímã em relação a sua bobina, ela será exposta a diferentes intensidades de campos magnéticos (ou seja, a intensidade de um campo magnético varia com a distância).
O tamanho da FEM induzida é igual ao: "(número de voltas da bobina) x (mudança no campo magnético) x (área da secção transversal da bobina) x (1 / tempo decorrido)".
Calculando a FEM
Primeiramente, meça o diâmetro da secção transversal da bobina utilizando uma régua. Certifique-se de que a medição esteja em centímetros. Divida esse número por 2 e eleve ao quadrado o resultado antes de multiplicá-lo por "pi" (que é 3,141...). Após isso, divida esse novo número por 10.000 para converter as unidades de cm² para m². Escreva o resultado final como a "área da secção transversal da bobina".
Para calcular a mudança no campo magnético, considere que a diferença máxima será a intensidade total do ímã (ou seja, quando o ímã estiver o mais próximo possível da bobina) menos zero (quando o ímã não estiver perto da bobina). Em outras palavras, escolha um valor para a "mudança no campo magnético" com base na intensidade de campo nominal do ímã (expresso em "Teslas"). Caso não tenha certeza, entre em contato com o fabricante.
Por fim, ainda existe a questão do tempo a ser considerado. Quanto mais rápido o ímã se move pela bobina, menor o tempo que o campo flutua. Utilize um cronômetro digital para anotar o tempo que demora para mover o ímã. Repita isso aproximadamente 10 vezes e então tire uma média para encontrar um bom valor para o "tempo decorrido".
Assim que você coletar todos os valores importantes, jogue-os na equação do passo anterior para calcular a FEM (expressa em volts, ou V).