Indução-Magnética-Lei-de-Faraday-e-Lei-de-Lenz-Resumo-e-Exercícios

Indução magnética Halliday capítulo 30 Como aplicar calor localizado sem o uso do maçarico httpswwwyoutubecomwatchvJnWeX20QhY Podemos gerar uma corrente elétrica ao movimentarmos um ímã na proximidade de espiras Se o ímã fica parado a corrente elétrica deixa de existir Portanto é importante a existência do movimento relativo entre ímã e espiras O sentido da corrente dependerá se aproximamos ou afastamos o ímã das espiras httpswwwyoutubecomwatchvhajIIGHPeuU 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 com o campo 𝐵 na mesma orientação do vetor área 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 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 O sentido da força eletromotriz induzida e da corrente induzida estão de acordo com 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 7 Na Fig 3036 o fluxo de campo magnético na espira aumenta de acordo com a equação ΦB 60t² 70t onde ΦB está em miliwebers e t em segundos a Qual é o módulo da força eletromotriz induzida na espira no instante t 20 s b O sentido da corrente no resistor R é para a direita ou para a esquerda Figura 3036 Problema 7 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 escalar 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 Figura 3050 Problemas 29 e 35 16 A Fig 3044a 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 apontam para dentro ou para fora do papel como indica a figura A Fig 3044b mostra a variação da componente 𝐵𝑧 dos três campos com o tempo 𝑡 a escala do eixo vertical é definida por 𝐵𝑠 40 μT e 𝐵𝑏 25 𝐵𝑠 e a escala do eixo horizontal é definida por 𝑡𝑠 20 s Determine a o módulo e b o sentido da corrente induzida no fio 15 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 E 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 6 A Fig 3035a mostra um circuito formado por uma fonte ideal de força eletromotriz E 600 μV uma resistência R e uma pequena espira com 50 cm² de área Um campo magnético externo é aplicado à espira durante o intervalo de t 10s a t 20 s O campo é uniforme dirigido para dentro do papel na Fig 3035a e o módulo do campo é dado por B at onde B está em teslas a é uma constante e t está em segundos A Fig 3035b mostra a corrente i no circuito antes durante e depois da aplicação do campo A escala vertical é definida por iₛ 20 mA Determine o valor da constante a na equação do módulo do campo 00080 Ts 14 Na Fig 3040a o módulo do campo magnético uniforme B 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 novamente por tₛ 30 s Qual é a resistência da espira 12x10³ Ω a 852 Wb b 568 V c 1 𝑣𝑡 𝑅 𝑚 𝑔 𝐿2 𝐵2 a 11x102 V b 0 c 11x102 V