Física
15ª aula - 2º semestre
Voltando ao terceiro fenômeno eletromagnético
Borges e Nicolau
Ao analisarmos o terceiro fenômeno eletromagnético vimos que: quando o fluxo magnético varia na superfície de uma espira, surge na espira uma corrente elétrica denominada corrente elétrica induzida. Estudamos também a Lei de Lenz que permite determinar o sentido da corrente elétrica induzida: o sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem.
Ao aproximarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe à aproximação. Trata-se, portanto, de um polo norte. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está saindo desta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido anti-horário, vista pelo observador O.
Ao afastarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe ao afastamento. Trata-se, portanto, de um polo sul. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está chegando a esta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido horário, vista pelo observador O.
Vamos apresentar a Lei de Lenz de outro modo. Para isso, observe a situação indicada na figura onde uma espira está imersa num campo magnético B, cuja intensidade varia no decurso do tempo.
O campo magnético B gera um fluxo magnético ? denominado fluxo indutor. A corrente elétrica induzida i gera um fluxo magnético ?' denominado fluxo induzido. A Lei de Lenz pode também ser assim enunciada: o sentido da corrente induzida é tal que origina um fluxo induzido ?' que se opõe à variação do fluxo magnético indutor ?. Deste modo, se ? cresce ?' surge em sentido contrário para se opor ao crescimento de ?. Se ? decresce ?' surge no mesmo sentido para se opor à diminuição de ?. As duas situações estão exemplificadas abaixo:
Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado na figura. Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B. Considerando-se essa situação, é correto afirmar que, quando o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica nele:
a) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S.
b) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S.
c) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S.
d) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R.
Na figura, o fio retilíneo e a espira condutora estão no plano horizontal. A corrente induzida na espira tem sentido horário, quando ela:
a) fica em repouso.
b) é deslocada para cima, paralelamente ao fio.
c) é deslocada para baixo, paralelamente ao fio.
d) é deslocada para a esquerda, na horizontal.
e) é deslocada para a direita, na horizontal.
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As duas espiras de corrente, mostradas na figura, são planas e paralelas entre si. Há uma corrente i1 na espira I, no sentido mostrado na figura. Se essa corrente está aumentando com o tempo, podemos afirmar corretamente que o sentido da corrente induzida na espira II é:
a) o mesmo de i1 e as espiras se atraem.
b) contrário ao de i1 e as espiras se atraem.
c) contrário ao de i1 e a força entre as espiras é nula.
d) contrário ao de i1 e as espiras se repelem.
e) o mesmo de i1 e as espiras se repelem.
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Voltando ao terceiro fenômeno eletromagnético Borges e Nicolau Exercício 1: Nas figuras o condutor AC, apoiado num condutor dobrado formando a letra C, desloca-se com velocidade v. O conjunto está imerso num campo magnético uniforme B. Nestas condições,...
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Física
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15ª aula - 2º semestre
Voltando ao terceiro fenômeno eletromagnético
Borges e Nicolau
Ao analisarmos o terceiro fenômeno eletromagnético vimos que: quando o fluxo magnético varia na superfície de uma espira, surge na espira uma corrente elétrica denominada corrente elétrica induzida. Estudamos também a Lei de Lenz que permite determinar o sentido da corrente elétrica induzida: o sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem.
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Ao aproximarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe à aproximação. Trata-se, portanto, de um polo norte. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está saindo desta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido anti-horário, vista pelo observador O.
Ao afastarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe ao afastamento. Trata-se, portanto, de um polo sul. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está chegando a esta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido horário, vista pelo observador O.
Vamos apresentar a Lei de Lenz de outro modo. Para isso, observe a situação indicada na figura onde uma espira está imersa num campo magnético B, cuja intensidade varia no decurso do tempo.
A intensidade de B varia no decurso do tempo
Se B aumenta, ? aumenta e ?' surge em sentido oposto. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
Se B diminui, ? diminui e ?' surge no mesmo sentido. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Exercícios básicos
Exercício 1:
Nas figuras o condutor AC, apoiado num condutor dobrado formando a letra C, desloca-se com velocidade v. O conjunto está imerso num campo magnético uniforme B. Nestas condições, a área da espira varia e portanto varia o fluxo magnético ?.
Nas figuras o condutor AC, apoiado num condutor dobrado formando a letra C, desloca-se com velocidade v. O conjunto está imerso num campo magnético uniforme B. Nestas condições, a área da espira varia e portanto varia o fluxo magnético ?.
Determine o sentido da corrente elétrica induzida em cada uma das situações abaixo:
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Exercício 2:
Uma espira retangular atravessa uma região na qual existe um campo magnético uniforme B. Determine o sentido da corrente elétrica induzida nos casos:
Exercício 2:
Uma espira retangular atravessa uma região na qual existe um campo magnético uniforme B. Determine o sentido da corrente elétrica induzida nos casos:
a) A espira está entrando no campo.
b) A espira desloca-se totalmente imersa no campo.
c) A espira está saindo do campo.
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Exercício 3:
Um condutor retilíneo e uma espira circular situam-se num mesmo plano. O condutor retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade I. Determine o sentido da corrente elétrica i induzida na espira nos casos:
Exercício 3:
Um condutor retilíneo e uma espira circular situam-se num mesmo plano. O condutor retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade I. Determine o sentido da corrente elétrica i induzida na espira nos casos:
a) I cresce com o decorrer do tempo
b) I decresce com o decorrer do tempo.
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Exercício 4:
Uma bateria, uma bobina e uma espira circular, cujo eixo coincide com o da bobina, estão dispostos conforme mostra a figura. Determine o sentido da corrente elétrica induzida no instante em que a chave ch é fechada e no instante em que é aberta. Permanecendo a chave fechada, há corrente induzida na espira?
Exercício 4:
Uma bateria, uma bobina e uma espira circular, cujo eixo coincide com o da bobina, estão dispostos conforme mostra a figura. Determine o sentido da corrente elétrica induzida no instante em que a chave ch é fechada e no instante em que é aberta. Permanecendo a chave fechada, há corrente induzida na espira?
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Exercícios de Revisão
Revisão/Ex 1:
(UFMG)Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado na figura. Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B. Considerando-se essa situação, é correto afirmar que, quando o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica nele:
a) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S.
b) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S.
c) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S.
d) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R.
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Revisão/Ex 2:
(UFSM?RS)Na figura, o fio retilíneo e a espira condutora estão no plano horizontal. A corrente induzida na espira tem sentido horário, quando ela:
a) fica em repouso.
b) é deslocada para cima, paralelamente ao fio.
c) é deslocada para baixo, paralelamente ao fio.
d) é deslocada para a esquerda, na horizontal.
e) é deslocada para a direita, na horizontal.
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Revisão/Ex 3:
(UFPI)As duas espiras de corrente, mostradas na figura, são planas e paralelas entre si. Há uma corrente i1 na espira I, no sentido mostrado na figura. Se essa corrente está aumentando com o tempo, podemos afirmar corretamente que o sentido da corrente induzida na espira II é:
a) o mesmo de i1 e as espiras se atraem.
b) contrário ao de i1 e as espiras se atraem.
c) contrário ao de i1 e a força entre as espiras é nula.
d) contrário ao de i1 e as espiras se repelem.
e) o mesmo de i1 e as espiras se repelem.
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Revisão/Ex 4:
(UFSC)
A figura abaixo representa um condutor colocado sob a ação de um campo magnético constante, com uma barra metálica apoiada sobre o condutor, deslocando-se com velocidade V.
Dadas as afirmativas:
I. O fluxo magnético no interior da espira ABCD está diminuindo, em módulo.
II. A corrente induzida circula na espira no sentido anti-horário.
III. A força magnética que atua na barra é perpendicular à velocidade.
Estão corretas
a) somente I.
b) somente II.
c) somente III.
d) duas delas.
e) todas.
A figura abaixo representa um condutor colocado sob a ação de um campo magnético constante, com uma barra metálica apoiada sobre o condutor, deslocando-se com velocidade V.
Dadas as afirmativas:
I. O fluxo magnético no interior da espira ABCD está diminuindo, em módulo.
II. A corrente induzida circula na espira no sentido anti-horário.
III. A força magnética que atua na barra é perpendicular à velocidade.
Estão corretas
a) somente I.
b) somente II.
c) somente III.
d) duas delas.
e) todas.
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