Weber – Unidade de Fluxo Magnético
O weber (Wb) é a unidade de fluxo magnético no Sistema Internacional de Unidades (SI). Esta unidade recebeu o nome do físico alemão Wilhelm Eduard Weber, que contribuiu significativamente para o campo do eletromagnetismo. O fluxo magnético é uma quantidade escalar que representa o campo magnético total que passa por uma determinada área, levando em conta tanto a intensidade do campo magnético quanto a orientação das linhas de campo em relação à superfície. O weber é usado para quantificar o efeito geral de um campo magnético sobre uma superfície ou dentro de um circuito fechado, como uma bobina de fio no caso de indução eletromagnética.
Definição e Formulação Matemática
Um weber é definido como o fluxo magnético que, ao interagir com um circuito de uma volta, produz uma força eletromotriz de um volt quando é uniformemente reduzido a zero em um segundo. Em outras palavras, 1 Wb = 1 V⋅s (volt-segundo). Matematicamente, o fluxo magnético (Φ) é definido como a integral de superfície da densidade do fluxo magnético (B) sobre uma área (A). A fórmula para o fluxo magnético é:
Φ = ∫∫ B • dA
Onde:
Φ é o fluxo magnético (medido em weber, Wb)
B é o vetor do campo magnético (medido em tesla, T)
dA é o vetor de área diferencial (medido em metros quadrados, m²)
• denota o produto escalar
A Importância do Fluxo Magnético
O fluxo magnético desempenha um papel crucial na compreensão da indução eletromagnética, conforme descrito pela lei de Faraday da indução eletromagnética. Esta lei afirma que a força eletromotriz (FEM) induzida em um circuito fechado é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético através do circuito.
Exemplos de Fluxos Magnéticos
Aqui estão três exemplos de fluxos magnéticos com valores em weber:
Um laço circular com raio de 0,03 m é colocado em um campo magnético uniforme de 0,4 T, perpendicular às linhas do campo. O fluxo magnético através do laço é:
Φ = B * A = 0,4 T * (π * (0,03 m)²) ≈ 3,39 × 10⁻³ Wb
Um laço retangular com comprimento de 0,05 m e largura de 0,03 m está orientado paralelamente a um campo magnético uniforme de 0,6 T. Como as linhas do campo magnético são paralelas ao plano do laço, o fluxo magnético é:
Φ = 0 Wb (nenhuma linha do campo magnético passa pelo laço)
Um laço triangular equilátero com um comprimento de lado de 0,04 m é colocado em um campo magnético uniforme de 0,8 T, perpendicular às linhas do campo. A área do triângulo é A = (lado² * √3) / 4. O fluxo magnético através do laço é:
Φ = B * A = 0,8 T * ((0,04 m)² * √3 / 4) ≈ 2,21 × 10⁻³ Wb
Conclusão
O weber, como unidade de fluxo magnético, é fundamental para a compreensão e aplicação prática dos princípios do eletromagnetismo. Desde estudos acadêmicos até aplicações industriais, o weber continua a ser uma unidade essencial na medição e análise de campos magnéticos.
