Determine a força eletromotriz (tensão) induzida em uma bobina de 500 espiras quando o fluxo varia de
em 0,02 segundos.
Passo 1
O enunciado pede para determinar a força eletromotriz induzida numa bobina quando o fluxo magnético varia. Os dados fornecidos são:
- número de espiras:
(peguei do enunciado); - variação do fluxo magnético:
(peguei do enunciado); - intervalo de tempo da variação:
(peguei do enunciado).
O que se pede: calcular a força eletromotriz induzida
(tensão) associada a essa variação de fluxo.
Passo 2
A lei de Faraday para uma bobina com
espiras diz:
Explicando cada símbolo:
-
é a força eletromotriz induzida, em volts ( ); -
é o número de espiras (adimensional); -
é a variação do fluxo magnético atravessando cada espira, em weber ( ); -
é o intervalo de tempo em que essa variação ocorre, em segundos ( ); - o sinal negativo indica a regra de Lenz: a fem induzida tende a se opor à mudança do fluxo.
Na prática de prova, frequentemente só se pede o módulo (valor absoluto) da tensão; o sinal dá a polaridade/direção que depende se o fluxo aumenta ou diminui.
Passo 3
Primeiro convém escrever a variação do fluxo em forma padrão:
Os demais valores já estão prontos:
e
.
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula de Faraday e calculamos o módulo da fem (tirando o sinal negativo se quisermos apenas a magnitude):
Substituindo os números:
Calcule passo a passo:
Portanto, o módulo da tensão induzida é
.
Se for necessário indicar o sinal: se o fluxo estiver diminuindo (por exemplo indo de
para zero), então
e a expressão com o sinal daria
; se o fluxo estiver aumentando, o sinal seria negativo. Em provas normalmente aceitam o valor absoluto
quando não pedem polaridade.
Passo 5
Dica rápida para a prova: identificar a variação de fluxo (em Wb), dividir pelo tempo (s), multiplicar pelo número de espiras. Faça a conta dos fatores de potência de 10 antes para evitar erros com zeros — isso salva tempo e evita pânico 😉