Física

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Eletromagnetismo

Terceiro fenômeno eletromagnético

Borges e Nicolau

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1 - Fluxo magnético de um campo uniforme através de uma espira plana

É por definição a grandeza escalar:

? = B . A . cos ?

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 espira

5 - Lei de Lenz

O sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se á 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.

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:

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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.

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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.

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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.

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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.

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Exercício 6:

Considere um ímã e uma espira dispostos conforme a figura.

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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.

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