Lei de Lenz

Na postagem anterior, sobre a Lei de Faraday, citei a Lei de Lenz. Muitos materiais didáticos citam as duas leis simultaneamente, Faraday-Lenz. Mas, é mais interessante observar a diferente contribuição de cada um sobre o tema da geração de eletricidade, ou indução eletromagnética. Veja a lei ao lado: o inglês Faraday tratou da geração de eletricidade pelo aspecto da variação do fluxo magnético, “delta fi sobre delta t”; o alemão – atualmente seria natural da Estônia, ex URSS – Lenz colocou o sinal negativo. Só? Não! Êta, sinalzinho do capeta!

A primeira vez que ouvi falar em Lenz foi no CEFET/MG. Meu antigo professor, o enorme Raimundão, que fazia tremer o quadro com seus potentes murros, ensinou-me: “a força eletromotriz induzida tende a contrariar a causa que a causou”. Pleonástico! Considero a Lei de Lenz meio filosófica! Ela engloba a importante idéia da Conservação da Energia. Para gerar eletricidade, é preciso converter algum outro tipo de energia em elétrica. Ou, se preferir, não se fabrica energia de graça!

Com a Lei de Lenz, podemos prever o sentido da corrente induzida em uma espira, por exemplo. Se um ímã se aproxima ou se afasta, variando o fluxo e gerando eletricidade, a corrente induzida circula criando um campo magnético que é de repulsão ao ímã que vem, quando se aproxima, ou de atração ao ímã que vai, quando se afasta. Como costumo simplificar em sala de aula, se o nº de xisinhos – campo entrando na espira – aumenta, a corrente cria campos pontinhos, saindo, para tentar se contrapor ao aumento do fluxo, e assim por diante... Veja as questões resolvidas e comentadas.

Abaixo, o primeiro exemplo de experimento com a Lei de Lenz, dos que considero mais bacanas! Observe um ímã caindo no interior de um tubo de cobre. Este com uma fresta lateral para permitir observar a queda. Cobre não é ferromagnético: não atrai o ímã! Se ele cai com velocidade praticamente constante, MRU, segundo a 1ª Lei de Newton, deve haver uma força que anule seu peso! É que, ao cair, o ímã induz correntes – eletricidade – no cobre, bom condutor, pois o fluxo magnético varia à sua passagem. Então, como ensinou Lenz, aparece uma força, freando o ímã. Enquanto ele converte Energia Cinética da queda em Energia Elétrica. Quem quiser um vídeo mais detalhado, veja este, do Mago da Física, que já recomendei várias vezes.



O próximo vídeo é semelhante. Aproveite e treine com o inglês do narrador, do tipo “the book is on the table”. Note que quando ele fecha o circuito, permitindo a circulação de corrente, a bobina cai mais devagar dentro do ímã.



Por último, um pêndulo, que é freado devido à geração de corrente induzida quando um ímã é aproximado de seu movimento oscilatório.



Há um bom filme nacional, chamado Kenoma, que cita a famosa idéia do moto-perpétuo. A idéia é mais ou menos a seguinte. Constrói-se um gerador, cuja eletricidade pode girar um motor. Este motor pode tocar outro gerador, que por sua vez alimente o motor. Se a energia gerada for suficiente para girar o motor e ainda sobrar, teremos eletricidade de graça! Afinal, o próprio gerador se alimenta e ainda dá um saldo de energia! Mas, segundo Lenz, é impossível! Afinal, para gerar eletricidade é preciso fazer força! Convertendo alguma outra forma de energia! Se não, não dá!