Indução Magnética e Correntes Induzidas: Exercícios de Física

Indução magnética Como aplicar calor localizado sem o uso do maçarico httpswwwyoutubecomwatchvJnWeX20QhY Exercícios Podemos gerar uma corrente elétrica ao movimentarmos um imã na proximidade de espiras Se o imã fica parado a corrente elétrica deixa de existir portanto é importante a existência do movimento relativo entre imã e espiras O sentido da corrente dependerá se aproximamos ou afastamos o imã das espiras httpswwwyoutubecomwatchvhajIIGHPeuU 29 Na Fig 3050 uma barra de metal é forçada a se mover com velocidade constante v ao longo de dois trilhos paralelos ligados em uma das extremidades por uma fita de metal Um campo magnético de módulo B 0350 T aponta para fora do papel a Se a distância entre os trilhos é 250 cm e a velocidade da barra é 550 cms qual é o valor absoluto da força eletromotriz gerada b Se a barra tem uma resistência de 180 Ω e a resistência dos trilhos e da fita de ligação é desprezível qual é a corrente na barra c Qual é a taxa com a qual a energia é transformada em energia térmica A corrente induzida depende da variação do fluxo do campo magnético no tempo se não houver essa variação não existirá força eletromotriz induzida O fluxo é calculado sobre a área da espira Φ𝐵 𝐵 𝑑 Ԧ𝐴 Um caso especial dessa integral é quando o campo magnético é uniforme e perpendicular a área de uma espira plana Nesse caso o fluxo se reduz a Φ𝐵 𝐵 𝐴 A unidade de fluxo é weber 1 Wb 1 Tm2 A força eletromotriz induzida na espira será 𝜀 𝑑Φ𝐵 𝑑𝑡 Para o caso de uma bobina com várias espiras 𝜀 𝑁 𝑑Φ𝐵 𝑑𝑡 Existem várias formas de variar o fluxo Φ𝐵 girando a espira variando a área variando o campo 34 Na Fig 3053 uma espira retangular muito longa de largura L resistência R e massa m está inicialmente suspensa na presença de um campo magnético horizontal uniforme B orientado para dentro do papel que existe apenas acima da reta aa Deixese cair a espira que acelera sob a ação da gravidade até atingir uma velocidade terminal vT Escreva uma expressão para vT ignorando a resistência do ar Só existirá corrente elétrica induzida enquanto o fluxo do campo magnético variar Animação obtida no link httpphys23pslpsueduphysanimEMindexerEMBhtml da The Penn State University O link atualmente está inválido 16 A Fig 3042a mostra um fio que forma um retângulo W 20 cm H 30 cm e tem uma resistência de 50 mΩ O interior do retângulo é dividido em três partes iguais que são submetidas a campos magnéticos B1 B2 e B3 Os campos são uniformes dentro de cada região e orientados para fora do papel A Fig 3042b mostra a variação das componentes Bz dos três campos com o tempo a escala do eixo vertical é definida por Bz 40 μT e Bz 25 μT e a escala do eixo horizontal é definida por t 20 s Determine a o módulo e b o sentido da corrente induzida no fio O sentido da força eletromotriz e da corrente induzida satisfazem a Lei de Lenz A corrente induzida em uma espira tem um sentido tal que o campo magnético produzido pela corrente induzida se opõe ao campo magnético que induz a corrente Sentido da corrente induzida com a variação do fluxo magnético na espira Animação obtida no link httpphys23pslpsueduphysanimEMindexerEMBhtml da The Penn State University O link atualmente está inválido Uma espira quadrada com 200 m de lado é mantida perpendicular a um campo magnético uniforme com metade da área da espira na região em que existe campo como mostra a Fig 3041 A espira contém uma fonte ideal de força eletromotriz ε 200 V Se o módulo do campo varia com o tempo de acordo com a equação B 00420 0870t com B em teslas e t em segundos determine a a força eletromotriz total aplicada à espira e b o sentido da corrente total na espira As correntes induzidas são produzidas em qualquer condutor não necessariamente em fios Existem várias aplicações tecnológicas para a indução magnética httpswwwyoutubecomwatchvVr0GUhwk5D8 A Lei de Lenz diz que o sistema reage produzindo campos e correntes induzidos para impedir o que está acontecendo nele Podemos pensar da seguinte forma o sistema reage contrariamente ao que acontece Uma força externa puxa a placa de dentro do campo magnético o sistema reage para impedir que a placa saia produzindo correntes elétricas induzidas O contrário também é verdadeiro se a placa entra no campo magnético aparece uma força que tenta impedir que a placa avance sobre essa região Anel saltador e Lei de Faraday httpswwwyoutubecomwatchvG0sTOcyhcFM Basta uma ideia por em prática e construir httpswwwyoutubecomwatchvXvkEExdlw4 Na Fig 3040a o módulo do campo magnético uniforme overlineB aumenta com o tempo de acordo com o gráfico da Fig 3040b onde a escala do eixo vertical é definida por Bs 90 mT e a escala do eixo horizontal é definida por ts 30 s Uma espira circular com uma área de 80 104 m² no plano do papel é submetida ao campo A Fig 3040c mostra a carga q que passa pelo ponto A da espira em função do tempo t com a escala do eixo vertical definida por qs 60 mC e a escala do eixo horizontal definida rapidamente por ts 30 s Qual é a resistência da espira a 31 mV b a corrente será para esquerda a 852 Wb b 568 V c 1 a 11x102 V b 0 c 11x102 V