Descreva a Lei de Faraday e demostre sua aplicação com um exemplo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente descrever a Lei de Faraday e mostrar como ela é aplicada com um exemplo. Então, estamos lidando com eletromagnetismo, especificamente com indução eletromagnética. Para resolver isso, vamos precisar entender como mudanças no campo magnético podem gerar uma corrente elétrica.

Passo 2

Primeiro, vamos falar o que é a Lei de Faraday. Basicamente, ela diz que quando há uma mudança no fluxo magnético que passa por um circuito, isso induz uma força eletromotriz (ou seja, uma voltagem) nesse circuito. Ou seja, variações no campo magnético podem gerar eletricidade.

Passo 3

Agora, vamos entender o que é fluxo magnético. Fluxo magnético é uma medida de quantas linhas de campo magnético passam por uma área específica. A fórmula para fluxo magnético ( Phi) é:
Phi = B times A times cos(theta)
Onde:
  • B é a densidade do fluxo magnético,
  • A é a área pela qual o campo magnético está passando,
  • theta é o ângulo entre o campo magnético e a perpendicular à área.

Passo 4

De acordo com a Lei de Faraday, a força eletromotriz ( E) induzida é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético. A equação que representa isso é:
E = -dPhidt
O sinal negativo vem da Lei de Lenz, que indica que a corrente induzida vai se opor à mudança que a gerou.

Passo 5

Vamos aplicar isso em um exemplo prático. Imagine que temos uma bobina de fio e um ímã. Se a gente move o ímã para dentro da bobina, o fluxo magnético através da bobina aumenta. Conforme o fluxo aumenta, uma voltagem é induzida na bobina, gerando uma corrente elétrica. Se a gente mover o ímã para fora, o fluxo diminui e a corrente muda de direção.

Resposta

A Lei de Faraday estabelece que uma variação no fluxo magnético através de um circuito induz uma força eletromotriz (voltagem) nesse circuito, conforme a equação E = -dPhidt. Por exemplo, ao mover um ímã dentro de uma bobina de fio, o fluxo magnético através da bobina muda, o que gera uma corrente elétrica na bobina devido à indução eletromagnética.

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