Paritian

Eletricidade

Calculadora da Força Eletromotriz de um Gerador (Lei de Faraday)

Tensão de pico, eficaz e instantânea de uma bobina a rodar num campo magnético, com a sinusoide desenhada ao longo de duas voltas.

Resultados

Força eletromotriz de pico 62,8319 V
Força eletromotriz eficaz 44,4288 V
Força eletromotriz nesse instante 44,4288 V
Fluxo ligado máximo N·B·A 0,2 Wb
Velocidade de rotação 3000 rpm
Como varia
Força eletromotriz nesse instanteInstante 0,0 – 40,0. Força eletromotriz nesse instante: 0 → 8,08331e-14; Força eletromotriz eficaz: 44,4288 → 44,4288Força eletromotriz nesse instanteForça eletromotriz eficaz-100-500501000,010,020,030,040,0Instante (ms)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

A lei da indução de Faraday — a terceira das equações de Maxwell — diz que um fluxo magnético a variar através de uma bobina faz aparecer uma tensão à volta dela. Ponha uma bobina de N espiras a rodar num campo constante e o fluxo oscila entre +NBA e −NBA em cada volta, dando uma sinusoide cujo pico é N·B·A·ω. O pico cresce com a velocidade, e é exatamente por isso que o dínamo de uma bicicleta dá pouca luz quando se pedala devagar. Os geradores reais juntam núcleos de ferro e vários pares de polos, mas a sinusoide e o seu pico saem desta mesma linha.

Fórmula

e(t) = N B A ω sin(ωt) · ω = 2πf · E_peak = N B A ω · E_rms = E_peak ÷ √2

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
ntNúmero de espiras—
bCampo magnéticomT
aÁrea da bobinacm²
fFrequência de rotaçãoHz
tInstantems
EPForça eletromotriz de picoV
ERForça eletromotriz eficazV
ETForça eletromotriz nesse instanteV
FLFluxo ligado máximo N·B·AWb
RPMVelocidade de rotaçãorpm

Exemplo resolvido

  • Número de espiras100
  • Campo magnético200 mT
  • Área da bobina100 cm²
  • Frequência de rotação50 Hz
  • Instante2,5 ms
  • Força eletromotriz de pico62,8319 V
  • Força eletromotriz eficaz44,4288 V
  • Força eletromotriz nesse instante44,4288 V
  • Fluxo ligado máximo N·B·A0,2 Wb
  • Velocidade de rotação3000 rpm

Limitações

  • A fórmula assume uma geometria ideal — um fio ou bobina infinitamente longos, uma esfera perfeitamente uniforme — no vazio ou num material uniforme. As peças reais andam perto, mas as pontas, o metal à volta e os materiais magnéticos alteram o campo.
  • As instalações elétricas são regidas por regras nacionais. O dimensionamento de cabos depende também do modo de instalação, agrupamento, temperatura ambiente e proteções, que esta calculadora não avalia.