Em um experimento, o fluxo magnético através de uma bobina varia de forma constante. Sabendo que a variação de fluxo foi de 12 Wb em 4 segundos, determine a fem induzida. R: -3 V
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma quantidade clara:
- Dado: a variação do fluxo magnético foi
em um intervalo de tempo . - Pedido: determinar a fem (força eletromotriz) induzida na bobina.
Passo 2
A lei que liga variação do fluxo magnético à fem induzida é a lei de Faraday-Lenz. Escrevendo a fórmula:
Explicando cada símbolo e unidade:
-
é a fem induzida, medida em (volts). -
é a variação do fluxo magnético através da bobina, medida em (weber). -
é o intervalo de tempo em que essa variação ocorre, medido em (segundos). - O sinal negativo (a regra de Lenz) indica que a fem induzida tem polaridade tal que tende a produzir uma corrente cujo campo magnético se opõe à mudança do fluxo original.
Uma nota de unidades útil:
. Então dividir
por
já dá o valor em volts antes de aplicar o sinal de Lenz.
Passo 3
Agora substituímos os valores numéricos na fórmula. Primeiro fazemos a divisão do módulo da variação do fluxo pelo tempo:
Passo 4
Aplicando o sinal da lei de Faraday-Lenz, que é o negativo na fórmula:
Esse sinal negativo indica que a fem induzida tem polaridade oposta à variação do fluxo (ou seja, ela age para se opor ao aumento do fluxo).
Passo 5
Verificação simples: a magnitude da fem é
. O sinal negativo só informa a direção (polaridade) determinada pela regra de Lenz — é esperado em problemas de indução.