- Considere uma região limitada preenchida com um campo
uniforme de
que entra perpendicularmente à um plano horizontal. Sobre a região colocamos uma bobina composta por 85 espiras retangulares de fio de cobre e largura
com sua área interna paralela ao plano. Ela está parcialmente dentro do campo uniforme. Uma força aplicada paralelamente ao plano puxa para direitra a espira para fora do campo. Seja
o módulo da velocidade com que a espira sai do campo. O fio da espira possui uma resistência
.
a) Calcule a f.e.m. induzida na bobina.
b) Calcule a corrente induzida
.
c) Calcule o módulo da força aplicada na bobina.
d) Calcule a potência
.
a) Calcule a f.e.m. induzida na bobina.
b) Calcule a corrente induzida
c) Calcule o módulo da força aplicada na bobina.
d) Calcule a potência
Passo 1
O enunciado trata de uma espira retangular com
voltas e largura
,m que sai de uma região de campo magnético uniforme de módulo
,T com velocidade constante
,m/s. Como a espira está sendo retirada do campo, a variação de fluxo magnético gera uma fem induzida segundo a Lei de Faraday–Lenz. Precisamos usar
- cálculo de fluxo magnético
, -
, - Lei de Ohm para achar a corrente,
- relação entre força de retenção magnética e potência dissipada para achar a força aplicada,
- potência mecânica
(que deve igualar a potência dissipada ).
Passo 2
A área cortada pelo campo em função do tempo é
, com
. Logo,
Pela Lei de Faraday a fem induzida de módulo
Passo 3
A corrente induzida
vem diretamente de
Passo 4
A força magnética que se opõe ao movimento pode ser obtida por
arredondando,
,N.
(Outra via: potência dissipada ,W e
,N.)
(Outra via: potência dissipada
Passo 5
A potência fornecida externamente é
coincidindo com
.
Resposta
(a)
,V
(b) ,A
(c) ,N
(d) ,W
(b)
(c)
(d)