(Acafe-SC) A principal aplicação da Indução Magnética, ou Eletromagnética, é a sua utilização na obtenção de energia
06. (Acafe-SC) A principal aplicação da Indução Magnética, ou Eletromagnética, é a sua utilização na obtenção de energia. Podem-se produzir pequenas f.e.m. com um experimento bem simples. Considere uma espira quadrada com 0,4 m de lado que está totalmente imersa num campo magnético uniforme (intensidade B = 5,0 Wb/m2) e perpendicular às linhas de indução. Gira-se essa espira até que ela fique paralela às linhas de campo.
Sabendo-se que a espira acima levou 0,2 segundos para ir da posição inicial para a final, a alternativa correta que apresenta o valor em módulo da f.e.m. induzida na espira, em volts, é:
- 1,6
- 8
- 4
- 0,16
Resposta: C
Resolução:
A resposta correta é a (C), 4.
De acordo com a lei de Faraday-Lenz, a f.e.m. induzida em uma espira é dada por:
ε = -NΔΦ/Δt
Onde:
ε é a f.e.m. induzida, em volts
N é o número de espiras da espira
ΔΦ é a variação do fluxo magnético através da espira, em webers
Δt é o tempo de variação do fluxo magnético, em segundos
No caso da questão, a espira tem 0,4 m de lado, o que significa que sua área é de 0,16 m². Portanto, o fluxo magnético inicial através da espira é dado por:
Φi = B * Ai = 5,0 Wb/m² * 0,16 m² = 0,8 Wb
O fluxo magnético final através da espira é zero, pois a espira está paralela às linhas de campo. Portanto, a variação do fluxo magnético é dada por:
ΔΦ = Φf - Φi = 0 - 0,8 Wb = -0,8 Wb
O tempo de variação do fluxo magnético é dado por 0,2 segundos.
Substituindo os valores encontrados nas equações, obtemos:
ε = -NΔΦ/Δt = -4 * -0,8 Wb / 0,2 s = 4 V
Portanto, a f.e.m. induzida na espira é de 4 volts.
Aqui está uma explicação detalhada dos passos para resolver a questão:
1. Determine o fluxo magnético inicial através da espira.
Φi = B * Ai
Φi = 5,0 Wb/m² * 0,16 m²
Φi = 0,8 Wb
2. Determine o fluxo magnético final através da espira.
Φf = 0
3. Determine a variação do fluxo magnético.
ΔΦ = Φf - Φi
ΔΦ = 0 - 0,8 Wb
ΔΦ = -0,8 Wb
4. Determine o tempo de variação do fluxo magnético.
Δt = 0,2 s
5. Substitua os valores encontrados nas equações da lei de Faraday-Lenz.
ε = -NΔΦ/Δt
ε = -4 * -0,8 Wb / 0,2 s
ε = 4 V
Conclua que a f.e.m. induzida na espira é de 4 volts.