Uma bobina com dez espiras, tendo uma área de
e uma resistência muito grande, está em um campo magnético uniforme de
, orientado de modo que o fluxo máximo atravesse a bobina. A bobina, então, é girada de modo que o fluxo através dela chegue a zero em
. Qual é a intensidade da fem média induzida na bobina durante os
?
A)
B)
C)
D)
E)
A)
B)
C)
D)
E)
Passo 1
Vamos entender o problema. Temos uma bobina com 10 espiras e área de
, colocada em um campo magnético uniforme de
. Inicialmente, o fluxo magnético está no máximo através da bobina, e depois ela é girada de forma que o fluxo diminui até zero em
. Queremos encontrar a intensidade da fem média induzida nesse processo. Para resolver, vamos usar o conteúdo de indução eletromagnética, especificamente a Lei de Faraday.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a Lei de Faraday, que nos diz que a fem induzida (
) em uma bobina é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético (
) que atravessa a bobina. A fórmula é:
Onde:
-
é o número de espiras, -
é a variação do fluxo magnético, -
é o intervalo de tempo no qual essa variação ocorre.
Passo 3
Vamos calcular a variação do fluxo magnético. O fluxo magnético (
) é dado por:
Neste caso, inicialmente, o campo está orientado para que o fluxo seja máximo, ou seja,
e
. Portanto, inicialmente:
No final, quando o fluxo é zero:
Então, a variação do fluxo (
) é:
Passo 4
Agora, vamos inserir os valores na fórmula da fem média. Ignorando o sinal negativo (pois estamos interessados apenas na intensidade da fem), temos:
Substituindo os valores fornecidos:
-
espiras, -
, -
, -
,
Obtemos:
Passo 5
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplicamos
por
:
Depois, dividimos pelo tempo:
Finalmente, multiplicamos pelo número de espiras:
Arredondando, a fem média induzida é aproximadamente
.
Resposta
A intensidade da fem média induzida na bobina durante os
é de
(opção D).