Uma bobina com dez espiras, tendo uma área de 0,23 m^2 e uma resistência muito grande, está em um campo magnético uniforme de 0,047 T, 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 0,34 s. Qual é a intensidade da fem média induzida na bobina durante os 0,34 s ?
A) 0,00 V
B) 0,0032 V
C) 0,032 V
D) 0,32 V
E) 1,0 V

Passo 1

Vamos entender o problema. Temos uma bobina com 10 espiras e área de 0,23 m^2, colocada em um campo magnético uniforme de 0,047 T. Inicialmente, o fluxo magnético está no máximo através da bobina, e depois ela é girada de forma que o fluxo diminui até zero em 0,34 s. 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 ( E) em uma bobina é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético ( Phi) que atravessa a bobina. A fórmula é:
E = -N De
Onde:
  • N é o número de espiras,
  • De é a variação do fluxo magnético,
  • De é o intervalo de tempo no qual essa variação ocorre.

Passo 3

Vamos calcular a variação do fluxo magnético. O fluxo magnético ( Phi) é dado por:
Phi = B cdot A cdot cos(theta)
Neste caso, inicialmente, o campo está orientado para que o fluxo seja máximo, ou seja, theta = 0 e cos(0) = 1. Portanto, inicialmente:
Phiinicial = B cdot A
No final, quando o fluxo é zero:
Phifinal = 0
Então, a variação do fluxo ( De) é:
De

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:
E = N cdot B cdot ADe
Substituindo os valores fornecidos:
  • N = 10 espiras,
  • B = 0,047 T,
  • A = 0,23 m^2,
  • De,
Obtemos:
E = 10 cdot 0,047 cdot 0,230,34

Passo 5

Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplicamos B por A:
0,047 times 0,23 = 0,01081 Wb
Depois, dividimos pelo tempo:
0,010810,34 approx 0,03179 V
Finalmente, multiplicamos pelo número de espiras:
10 times 0,03179 approx 0,3179 V
Arredondando, a fem média induzida é aproximadamente 0,32 V.

Resposta

A intensidade da fem média induzida na bobina durante os 0,34 s é de 0,32 V (opção D).

Exercícios relacionados