Em um gerador monofásico, uma bobina retangular está imersa em um campo magnético uniforme, constante no tempo e inicialmente paralelo ao eixo da bobina. Se a bobina girar em torno de um eixo perpendicular ao campo magnético com determinada frequência
, é correto afirmar que:
Escolha uma ou mais:
a. Como o campo é uniforme e constante no tempo, a corrente induzida na bobina é nula.
b. Uma fem induzida constante surge na bobina.
c. A amplitude da fem induzida é proporcional ao número de voltas da bobina e inversamente proporcional à resistência elétrica da bobina.
d. Uma fem induzida alternada surge na bobina.
e. A intensidade máxima da fem induzida acontece quando o fluxo é máximo.
f. A intensidade máxima da fem induzida acontece quando o fluxo é nulo.
g. A amplitude da fem induzida depende da frequência do movimento rotacional da bobina.
a. Como o campo é uniforme e constante no tempo, a corrente induzida na bobina é nula.
b. Uma fem induzida constante surge na bobina.
c. A amplitude da fem induzida é proporcional ao número de voltas da bobina e inversamente proporcional à resistência elétrica da bobina.
d. Uma fem induzida alternada surge na bobina.
e. A intensidade máxima da fem induzida acontece quando o fluxo é máximo.
f. A intensidade máxima da fem induzida acontece quando o fluxo é nulo.
g. A amplitude da fem induzida depende da frequência do movimento rotacional da bobina.
Passo 1
O enunciado descreve uma bobina retangular de
voltas e área
imersa em um campo magnético uniforme e constante
. A bobina gira com frequência
em torno de um eixo perpendicular a
. Para resolver, vamos usar a Lei de Faraday–Neumann: a fem induzida é
onde
é o fluxo magnético através da bobina.
Passo 2
Definimos o ângulo entre a normal da bobina e o campo magnético como
, com
. O fluxo magnético instantâneo é
Derivando em relação ao tempo, obtemos a fem induzida:
Como
varia senoidalmente, trata-se de uma fem alternada. Portanto, não é constante e nem nula, sendo de caráter alternado.
Passo 3
A amplitude da fem é
logo depende de
, de
, de
e de
(via
), mas não depende da resistência elétrica da bobina.
A fem atinge seu valor máximo quando . Nessa condição
, ou seja, o fluxo magnético
é nulo.
A fem atinge seu valor máximo quando
Passo 4
Analisando cada alternativa:
a. Falsa (a fem não é nula porque o fluxo varia).
b. Falsa (a fem não é constante, é alternada).
c. Falsa (a amplitude independe da resistência).
d. Verdadeira.
e. Falsa (o máximo da fem ocorre quando o fluxo é zero).
f. Verdadeira.
g. Verdadeira.
a. Falsa (a fem não é nula porque o fluxo varia).
b. Falsa (a fem não é constante, é alternada).
c. Falsa (a amplitude independe da resistência).
d. Verdadeira.
e. Falsa (o máximo da fem ocorre quando o fluxo é zero).
f. Verdadeira.
g. Verdadeira.
Resposta
d, f, g