Um novo olhar à Lei de Faraday: Observando imãs de neodímio sob a ação de leis naturais de movimento

A lei de Faraday de indução eletromagnética é uma das quatro equações de Maxwell, apresentada aqui em notação vetorial. Sua descoberta abriu caminho para a segunda revolução industrial baseada em máquinas movidas a eletricidade. De forma geral, a lei afirma que o negativo (uma contribuição de Lenz) da taxa temporal de variação de um campo magnético atua como uma fonte para um campo elétrico de natureza rotacional. Neste artigo, discutimos experimentos facilmente replicáveis que demonstram a lei de Faraday em ação, usando o movimento de um ímã de neodímio sob três ações naturais: i) queda livre sob gravidade; ii) movimento pendular sob gravidade; e iii) o ímã colocado na extremidade livre de uma régua vibrante. Devido à sua simplicidade, esses sistemas permitem um tratamento teórico completo. Consideramos mais de uma maneira de calcular a tensão induzida em uma bobina circular pelo ímã em movimento. Dessa forma, os estudantes podem se beneficiar de aspectos multidisciplinares, conectando o conhecimento da cinemática do movimento e da eletrodinâmica das partículas em movimento. Os dados experimentais foram obtidos usando um osciloscópio e comparados com as previsões teóricas. Na prática, esses experimentos podem ser usados para estimar o momento dipolar magnético de um ímã permanente.

Palavras-chave:
Faraday; neodímio; queda-livre; pêndulo; vibrações