Aplicações da Indução Eletromagnética

Existem muitas aplicações da Lei de Faraday da indução, como veremos no presente capítulo e outros. Neste momento, vamos mencionar vários que têm a ver com o armazenamento de dados e campos magnéticos. Uma aplicação muito importante tem a ver com fitas de gravação de áudio e vídeo. Uma fita de plástico, revestida com óxido de ferro, passa por uma cabeça de gravação., Esta cabeça de gravação é basicamente um anel de ferro redondo sobre o qual é enrolado uma bobina de fio—um eletroíman (Figura 2). Um sinal sob a forma de uma corrente de entrada variável de um microfone ou Câmara vai para a cabeça de gravação. Estes sinais (que são uma função da amplitude e frequência do sinal) produzem campos magnéticos variados na cabeça de gravação. À medida que a fita passa pela cabeça de gravação, as orientações do campo magnético das moléculas de óxido de ferro na fita são alteradas, gravando assim o sinal., No modo de reprodução, A fita magnetizada é executada através de outra cabeça, similar em estrutura à cabeça de gravação. As diferentes orientações do campo magnético das moléculas de óxido de ferro na fita induzem um emf na bobina do fio na cabeça de reprodução. Este sinal, em seguida, é enviado para um alto-falante ou leitor de vídeo.

Figura 2. Cabeças de gravação e reprodução usadas com fitas magnéticas de áudio e vídeo., (crédito: Steve Jurvetson)

princípios semelhantes se aplicam aos discos rígidos de computador, exceto a uma taxa muito mais rápida. Aqui as gravações estão num disco revestido e giratório. Cabeças de leitura historicamente foram feitas para trabalhar no princípio da indução. No entanto, a informação de entrada é carregada em formato digital ao invés de Analógico – uma série de 0’s ou 1’s são escritos no disco rígido de fiação. Hoje, a maioria dos dispositivos de leitura do disco rígido não funcionam com o princípio da indução, mas usam uma técnica conhecida como magnetorresistência gigante., (The discovery that weak changes in a magnetic field in a thin film of iron and chromium could bring about much larger changes in electrical resistance was one of the first large successs of nanotechnology.) Outra aplicação de indução é encontrada na faixa magnética na parte de trás do seu cartão de crédito pessoal como usado na mercearia ou na máquina ATM. Isso funciona com o mesmo princípio que a fita de áudio ou vídeo mencionado no último parágrafo em que uma cabeça lê informações pessoais de seu cartão.,outra aplicação de indução eletromagnética é quando os sinais elétricos precisam ser transmitidos através de uma barreira. Considere o implante coclear mostrado abaixo. O som é captado por um microfone no exterior do crânio e é usado para configurar um campo magnético variável. Uma corrente é induzida num receptor fixado no osso por baixo da pele e transmitida a eléctrodos no ouvido interno. Indução eletromagnética pode ser usada em outros casos em que sinais elétricos precisam ser transmitidos através de vários meios.,

a Figura 3. Indução eletromagnética usada na transmissão de correntes elétricas através dos médiuns. O dispositivo na cabeça do bebé induz uma corrente eléctrica num receptor fixado no osso por baixo da pele. (crédito: Bjorn Knetsch)

outra área contemporânea de investigação na qual a indução electromagnética está a ser implementada com sucesso (e com potencial substancial) é a simulação magnética transcraniana., Uma série de transtornos, incluindo depressão e alucinações podem ser rastreados até a atividade elétrica irregular localizada no cérebro. Na estimulação magnética transcraniana, um campo magnético rapidamente variável e muito Localizado é colocado perto de certos locais identificados no cérebro. Correntes elétricas fracas são induzidas nos locais identificados e podem resultar na recuperação do funcionamento elétrico no tecido cerebral.a apneia do sono (“cessação da respiração”) afecta tanto os adultos como os lactentes (especialmente os bebés prematuros e pode ser uma causa de morte súbita dos lactentes )., Em tais indivíduos, a respiração pode parar repetidamente durante o sono. Uma paragem de mais de 20 segundos pode ser muito perigosa. Acidente vascular cerebral, insuficiência cardíaca e cansaço são apenas algumas das possíveis consequências para uma pessoa com apneia do sono. A preocupação nas crianças é a paragem da respiração para estes tempos mais longos. Um tipo de monitor para alertar os pais quando uma criança não está respirando usa indução eletromagnética. Um fio enrolado no peito da criança tem uma corrente alternada a passar por ele., A expansão e contração do peito da criança enquanto a criança respira muda a área através da bobina. Uma bobina de captação localizada nas proximidades tem uma corrente alternada induzida nela devido à mudança do campo magnético do fio inicial. Se a criança parar de respirar, haverá uma mudança na corrente induzida, e assim um pai pode ser alertado.