Questão 03 (2018) #533
A indução eletromagnética é um fenômeno que se encontra presente em diversos equipamentos que utilizamos cotidianamente. Ela é utilizada para gerar energia elétrica e seu princípio físico consiste no aparecimento de uma força eletromotriz entre os extremos de um fio condutor. Para que essa força eletromotriz surja, é necessário haver variação de
fluxo magnético.

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é sobre indução eletromagnética, que é quando aparece uma força eletromotriz num fio porque o fluxo magnético que atravessa esse fio está mudando. A questão quer saber de que maneiras a gente pode fazer esse fluxo magnético variar. Para resolver isso, vamos usar o conceito de fluxo magnético (Φ) e a Lei de Faraday, que diz que a FEM induzida é proporcional à variação de Φ. Precisamos saber a fórmula do fluxo magnético e entender cada um dos termos.

Passo 2

Antes de entrar nas variações, vamos definir o fluxo magnético Φ:
Phi = vec B cdot vec A = B,A,costheta
onde
  • B é a intensidade do campo magnético;
  • A é a área da superfície “varrida” pelas linhas de campo;
  • θ é o ângulo entre o vetor campo magnético e o vetor normal à superfície de área A.
Esse produto escalar nos mostra que Φ depende de três coisas: B, A e θ.

Passo 3

Agora, pelo enunciado e pela Lei de Faraday, a emergência de uma força eletromotriz acontece quando há variação de Φ no tempo, ou seja:
varepsilon = -dPhidt
Portanto, se Φ muda, aparece ε. Vejamos como Φ pode mudar:
  1. Se B muda com o tempo (por exemplo, aproximar ou afastar um ímã).
  2. Se A muda com o tempo (por exemplo, dobrar a bobina ou esticar uma espira).
  3. Se θ muda com o tempo (por exemplo, girar a espira no campo magnético).
Em qualquer um desses casos, Φ varia e dispara a FEM.

Resposta

Qualquer variação em B, em A ou em θ faz o fluxo magnético Φ mudar e, por consequência, gera a força eletromotriz. Portanto, todas as três opções (intensidade do campo, área e ângulo) estão corretas.

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