Uma bobina circular de 100 espiras tem 2 cm de diâmetro e uma resistência de
. O plano da bobina é perpendicular a um campo magnético uniforme. A intensidade do campo magnético tem valor inicial de
e diminui constantemente até
em
. Calcule a intensidade da força eletromotriz induzida na bobina.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma bobina circular com 100 espiras, diâmetro de 2 cm, e resistência de
. Ela está em um campo magnético que muda de
para
em
. Vamos usar a Lei de Faraday da Indução Eletromagnética para calcular a força eletromotriz induzida. Precisaremos entender como o fluxo magnético muda e como isso gera uma EMF.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a área da bobina. Como é circular, a fórmula para a área é:
O diâmetro é 2 cm, então o raio
é 1 cm ou
. Substituindo:
Passo 3
Agora, vamos calcular o fluxo magnético inicial (
) e o fluxo magnético final (
). O fluxo magnético é dado por:
Como o plano da bobina é perpendicular ao campo, o cosseno do ângulo é 1.
Fluxo inicial:
Fluxo final:
Passo 4
A mudança no fluxo magnético (
) é:
Agora, aplicamos a Lei de Faraday para encontrar a EMF induzida:
Onde
espiras e
.
Substituindo:
Resposta
A intensidade da força eletromotriz induzida na bobina é aproximadamente
.