Gerador Homopolar – Teoria (máquinas eléctricas 15/…)

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Geradores Homopolares

No esquema simples que apresentamos abaixo, fizemos um gerador homopolar através da substituição da pilha, que alimentava o motor homopolar do artigo anterior, por um voltímetro. Enquanto o motor homopolar converte energia eléctrica (fornecida pela pilha) em energia mecânica, o gerador homopolar faz o inverso: nós fornecemos-lhe energia mecânica para fazer rodar o seu disco e obtemos uma f.em. e (se existir um caminho) uma corrente eléctrica.

O diagrama acima mostra uma carga móvel q viajando com o disco, com velocidade v no ponto e instante de tempo mostrados acima. A carga está sujeita à força da Lei de Lenz qvXB, cuja direcção é a do eixo. Isso dá-nos o aparecimento de uma f.e.m. como indicado pelo voltímetro (e uma corrente se o circuito estiver completo).
Também neste caso, um gerador homopolar é conceptualmente mais simples do que os seus primos multipolares mas, porque existe apenas um caminho para a corrente, a f.e.m. é menor. (Por outro lado, escovas ideais permitem, em princípio, obter uma corrente maior).
No nosso gerador, acima, uma mão (esquerda) roda o rotor e outra (direita) roda o íman, que é o bloco negro no meio, logo à direita dos dois fios azuis. O eixo de rotação é horizontal, enquanto o da animação é vertical. O multímetro está a ler mV DC.

Questões

A figura abaixo mostra um gerador homopolar no qual o rotor não está a rodar e no qual o íman também não está a rodar.

A nossa primeira pergunta é:
Se nenhum dos dois, rotor nem íman, será produzida alguma f.e.m.?
OK, demasiado fácil. E vimos já o que se passa quando o disco roda e o íman fica parado. Restam as outras duas possibilidades, mostradas abaixo?
Se o rotor e íman estão ambos a rodar, será que alguma f.e.m. é produzida? (animação abaixo à esquerda)
Se o íman roda sozinho, sem o disco rodar, será que aparece alguma f.e.m. (animação abaixo, à direita)

Pense cuidadosamente acerca destas questões antes de responder e antes de ver os filmes que apresentamos no próximo post. Em ciência, a resposta competente é sempre obtida perguntando ao universo, isto é, fazendo a experiência. Os filmes referidos mostram configurações interessantes: o íman e o rotor a rodar em simultâneo e o íman a rodar mas o rotor não.
Veja pois o próximo artigo, mas não sem antes pensar cuidadosa e aturadamente no assunto, como sugerimos.

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2 comentários

1 alexandre { 09.03.12 at 14:17 }: gostaria de saber onde enconto o “proximo artigo” do ultimo paragrafo, obg.
2 admin { 09.03.12 at 14:33 }: @alexandre: https://www.profelectro.info/?p=3038