As correntes de Foucault

Os estudos de indução eletromagnética geralmente partem da indução desta em um condutor na forma de fio, colocado em determinado campo magnético. No entanto, existe também a indução eletromagnética em blocos metálicos sujeito à variação de fluxo, também eletromagnético. Na prática, quando blocos metálicos são colocados de forma perpendicular em certo campo eletromagnético, eles sofrem indução eletromagnética e como resultados deste fenômeno surgem correntes elétricas induzidas circulares, que também são perpendiculares ao campo magnético. A estas correntes é dado o nome de correntes de Foucault.

Um ótimo caminho para começarmos a entender o que são as correntes de Foucault é pela análise do outro nome que costuma receber: correntes parasitas. Como já dito, as correntes de Foucault ocorre em corpos metálicos nos quais há variação do fluxo eletromagnético, sendo que está variação é a responsável pela criação das correntes parasitas. Bom, mas agora que já sabemos o que são as correntes de Foucault, surge a pergunta: qual é a utilidade delas? Existe algum efeito prático na utilização deste tipo de corrente em nossa vida cotidiana?

Para responder a estas perguntas, vamos conhecer um pouco mais a respeito do efeito das correntes de Foucault.

Efeitos

As correntes de Foucault foram de extrema importância para o desenvolvimento tanto da ciência quanto de aparatos eletroeletrônicos. Como tudo na vida, o efeito gerado por este tipo de corrente pode assumir tanto um papel benéfico quanto um papel nocivo: tudo depende de sua utilização.

A resistência ôhmica das massas metálicas das quais as correntes se originam costuma ser pequena. Desta maneira, o efeito gerado é a alta intensidade dessas correntes combinado ao efeito Joule, que gera uma grande elevação de temperatura. Em muitos casos, o aumento de temperatura pode ser extremamente nocivo, já que pode danificar as peças metálicas dentro das quais se originam. Já em outros casos, a elevação de temperatura é um requisito, podendo ser o princípio de funcionamento de determinado sistema/aparelho. Faz alguma ideia de quais os casos onde o aumento de temperatura é bem-vindo e em quais não é? Não? Pois não se preocupe: vamos analisar casos abaixo que representam perfeitamente esta dualidade da aplicação prática do efeito das correntes de Foucault.

Aplicações

Vamos começar pelos casos nos quais a aplicação das correntes de Foucault é indesejável. Na grande maioria das máquinas, há massas elétricas. Independentemente de serem ou não estáticas, estão sujeitas à variação de fluxo eletromagnético e, consequentemente, às correntes parasitas. Nestes casos, as correntes são indesejáveis, pois o aquecimento causado pode diminuir significativamente a performance e rendimento das máquinas. O calor pode inclusive danificar componentes da máquina, em especial o isolamento dos condutores das bobinas, o que em última instância pode causar curtos circuitos.

Mas se as correntes de Foucault são um fenômeno que não pode ser evitado, como as máquinas funcionam sem apresentar problemas? Bom, é possível encurtar o caminho deste tipo de corrente. Ao invés de utilizar um bloco metálico maciço no núcleo de bobinas e máquinas elétricas, são utilizadas chapas magnéticas de pequena espessura, empilhadas, isoladas eletricamente uma das outras através do verniz. Desta maneira, o fluxo magnético que se dá no sentido das chapas não é alterado, mas é criado um impedimento às correntes de Foucault, fazendo com que diminuam sua intensidade e ocasionando perda de energia em níveis aceitáveis.

Ainda assim, há casos em que o empilhamento de chapas magnéticas não é suficiente, pois quanto mais rápidas são as variações no fluxo, mais elevadas são as correntes induzidas. Os exemplos máximos deste caso são o rádio e a TV, pois as correntes precisam ter frequência elevadíssima (podendo chegar a casa dos milhões de Hz). Para que o aparelho suporte tal carga, é necessário que o núcleo da bobina seja constituído não por chapas, mas sim por grânulos, já que eles servem como pequenas interrupções na corrente elétrica, impedindo que ela se propague.

Partindo agora para os casos onde a aplicação, isto é, o calor é mais que bem-vindo, os exemplos são inúmeros. Talvez o exemplo mais clássico seja a fundição de peças metálicas, pois geralmente ela costuma ocorrer em fornos de indução, formada por uma bobina que é percorrida por uma corrente elétrica alternada.

Outro exemplo clássico aproveitamento das correntes de Foucault pode ser encontrada nos freios magnéticos, amplamente utilizado em vagões de trens, amperímetros e multímetros. No caso dos dois últimos exemplos, o funcionamento se dá da seguinte forma: os ponteiros de equipamentos analógicos são instalados em cima de um pequeno disco de metal, que por sua vez está disposto entre os dois polos de um imã. Dessa maneira, quando o ponteiro se movimenta, o disco também se movimenta, gerando a corrente de Foucault, com sentido contrário ao movimento, freando o ponteiro e mostrando o resultado.

Por tudo o que foi dito, podemos entender a importância que a física dá as correntes de Foucault e como elas representaram um importante avanço para o progresso da ciência e, consequentemente, dos aparelhos eletroeletrônicos.