Um espira circular revolve em torno de um eixo que passa pelo seu diâmetro em um campo magnético perpendicular ao eixo de rotação. Olhando na mesma direção e sentido do campo, a corrente induzida na espira:
Escolha uma opção:
a. circula sempre no sentido horário
b. às vezes no sentido horário, às vezes no sentido antihorário
c. circula no sentido antihorário no hemisfério superior e no sentido horário no hemisfério inferior
d. circula no sentido horário no hemisfério superior e no sentido antihorário no hemisfério inferior
e. circula sempre no sentido antihorário
a. circula sempre no sentido horário
b. às vezes no sentido horário, às vezes no sentido antihorário
c. circula no sentido antihorário no hemisfério superior e no sentido horário no hemisfério inferior
d. circula no sentido horário no hemisfério superior e no sentido antihorário no hemisfério inferior
e. circula sempre no sentido antihorário
Passo 1
O enunciado descreve uma espira circular que gira com velocidade angular
em torno de um eixo que passa pelo seu diâmetro, num campo magnético uniforme
perpendicular ao eixo de rotação. Estamos olhando na mesma direção e sentido de
. O conteúdo aqui é indução eletromagnética, usando a Lei de Faraday para calcular a fem induzida e a Lei de Lenz para determinar o sentido da corrente.
Passo 2
Definimos a normal da espira fazendo um ângulo
com o campo
. Como o eixo de rotação é perpendicular a
, esse ângulo varia linearmente com o tempo:
O fluxo magnético através da espira é
em que
é a área da espira.
Passo 3
Pela Lei de Faraday, a fem induzida é
Note que
muda de sinal a cada meia-volta (
), ou seja, a fem alterna de sentido.
Passo 4
Pela Lei de Lenz, a corrente induzida terá sentido tal que seu campo magnético se oponha à variação do fluxo. Como
muda de sinal periodicamente, o sentido da corrente também se inverte a cada meia-rotação. Logo, observando ao longo da direção de
, a corrente às vezes circula no sentido horário e às vezes no sentido anti-horário.
Resposta
b. às vezes no sentido horário, às vezes no sentido antihorário