Física
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11ª aula - 2º semestre
Terceiro fenômeno eletromagnético
Borges e NicolauClique para ampliar
1 - Fluxo magnético de um campo uniforme através de uma espira plana
É por definição a grandeza escalar:
? = B . A . cos ?
x
em que ? é o ângulo entre o vetor B e a normal n à área da espira.
Unidades no Sistema Internacional
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2 - Interpretação física
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3 - O fenômeno da Indução eletromagnética
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Quando o fluxo magnético varia na superfície de uma espira, surge na espira uma corrente elétrica denominada corrente elétrica induzida.
Veja animações do fenômeno aqui e aqui
4 - Maneiras de se variar o fluxo magnético
? Variando-se B. Por exemplo, aproximando-se ou afastando-se o ímã da espira.? Variando-se A. Por exemplo, deformando a espira? Variando-se o ângulo ?: girando-se a espira5 - Lei de LenzO sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se á causa que lhe deu origem. Clique para ampliar
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.
Face norte => sentido anti-horário
Face sul => sentido horário
Veja uma animação do fenômeno aqui
Exercícios básicos
Exercício 1:Uma espira retangular de área A = 65 cm² está imersa num campo magnético uniforme de intensidade B = 4.10-2 T. Determine o fluxo do campo magnético através da espira, nos casos:Clique para ampliar
Resolução: clique aqui
Exercício 2:
A espira circular de área A = 5.10-3 m2 passa da posição (1) para a posição (2) estando imersa num campo magnético uniforme de intensidade B = 3.10-3 T. Determine a variação do fluxo magnético através da espira.Clique para ampliar
Resolução: clique aqui
Exercício 3:
Determine o sentido da corrente elétrica induzida para o observador O, nas situações mostradas na figura: em (a) o ímã aproxima-se da espira e em (b), afasta-se.Clique para ampliar
Resolução: clique aqui
Exercício 4:
Determine o sentido da corrente elétrica induzida para o observador O, nas situações mostradas na figura: em (a) a espira aproxima-se do ímã e em (b), afasta-se.Clique para ampliar
Resolução: clique aqui
Exercício 5:
Um ímã aproxima-se de uma espira, a atravessa e depois afasta-se. Determine o sentido da corrente elétrica induzida para o observador O, durante a aproximação e durante o afastamento.Clique para ampliar
Resolução: clique aqui
Exercício 6:
Considere um ímã e uma espira dispostos conforme a figura.Clique para ampliar
Analise os casos abaixo e indique em quais deles surge corrente elétrica induzida na espira.I) O ímã e a espira estão em repouso.II) O ímã e a espira movem-se para a direita com a mesma velocidade.III) O ímã e a espira movem-se para a esquerda com a mesma velocidade.IV) O ímã aproxima-se da espira que está fixa.V) O ímã afasta-se da espira que está fixa.VI) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo r.VII) O ímã está fixo e a espira gira em torno do eixo s. Resolução:clique aqui Exercícios de Revisão Revisão/Ex 1:(EEM-SP)
Um fio condutor em forma de anel, com raio R = 5 cm, está numa região do espaço em que existe um campo de indução magnética uniforme de intensidade B = 1 T. A direção do vetor indução magnética forma com o plano do anel um ângulo de 30º. Calcule o fluxo do campo magnético B através do anel. (Adote ? = 3). Resolução: clique aquiRevisão/Ex 2:(UFMG)
Um fio de cobre, enrolado na forma de uma espira, está fixado em uma região, onde existe um campo magnético B, como mostrado na figura. Esse campo tem o mesmo módulo em toda a região em que se encontra a espira, é perpendicular ao plano da página e dirigido para dentro desta, como representado, na figura, pelo símbolo X. O módulo desse campo magnético varia com o tempo, como representado no gráfico. Considerando-se essas condições, é correto afirmar que há uma corrente elétrica induzida na espira:
a) apenas na região II do gráfico.
b) apenas na região III do gráfico.
c) apenas nas regiões I e III do gráfico.
d) nas três regiões do gráfico. Resolução: clique aquiRevisão/Ex 3:(FAAP-SP)
Num fio condutor fechado, colocado num campo magnético, a superfície determinada pelo condutor é atravessada por um fluxo magnético. Se por um motivo qualquer o fluxo variar, ocorrerá:
a) curto-circuito
b) interrupção da corrente
c) o surgimento de corrente elétrica no fio condutor
d) a magnetização permanente do condutor
e) a extinção do campo magnético.
Resolução: clique aquiRevisão/Ex 4:(U.F.VIÇOSA-MG)
As figuras abaixo representam uma espira e um imã próximos.
Das situações abaixo, a que NÃO corresponde à indução de corrente na espira é aquela em que:
a) a espira e o imã se afastam;
b) a espira está em repouso e o imã se move para cima;
c) a espira se move para cima e o imã para baixo;
d) a espira e o imã se aproximam;
e) a espira e o imã se movem com a mesma velocidade para a direita.
Resolução: clique aquiRevisão/Ex 5:(MACKENZIE)
A figura representa uma espira circular de raio r, ligada a um galvanômetro G com "zero" central. O imã pode mover-se nos sentidos C ou D.
Considere as afirmativas:
I. Se o imã se aproximar da espira, aparecerá na mesma uma corrente com o sentido A.
II. Se o imã se afastar da espira, aparecerá na mesma uma corrente com o sentido A.
III. Se os polos do imã forem invertidos e o mesmo se aproximar da espira, aparecerá na mesma uma corrente com sentido B.
Assinale:
a) Só a afirmativa I é correta.
b) Só a afirmativa II é correta.
c) São corretas as afirmativas I e III.
d) São corretas as afirmativas II e III.
e) nenhuma das afirmativas anteriores. Resolução: clique aqui
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