Serway-9-49: A espira giratória no gerador CA é um quadrado de
em cada lado. Ela é girada a
em um campo uniforme de
. Calcule (a) o fluxo pela espira como uma função do tempo, (b) a fem induzida na espira, © a corrente induzida na espira para uma resistência de
, (d) a potência fornecida pela espira e (e) o torque que deve ser exercido para girar a espira. Dica: Apresente seus resultados em função do tempo, note que é um gerador de corrente alternada (CA)
Passo 1
Beleza, olha só o enunciado: a gente tem uma espira quadrada de lado 10,0 cm (ou seja, área
), girando a 60,0 Hz num campo magnético uniforme de módulo
. A resistência da espira é
. Precisamos achar (a) o fluxo magnético
, (b) a fem induzida
, © a corrente
, (d) a potência
e (e) o torque
.
Conteúdo: indução eletromagnética (fluxo, Lei de Faraday, Lei de Ohm), potência elétrica e torque em gerador.
Conteúdo: indução eletromagnética (fluxo, Lei de Faraday, Lei de Ohm), potência elétrica e torque em gerador.
Passo 2
Fluxo magnético: é
. Aqui, a espira gira a uma velocidade angular
rad/s, e o ângulo entre a normal da espira e
é
. Então
Passo 3
Fem induzida: Lei de Faraday diz
Derivando
:
Passo 4
Corrente induzida: pela Lei de Ohm,
. Como
:
Passo 5
Potência instantânea fornecida (
):
Passo 6
Torque exercido para girar a espira: o torque magnético instantâneo é
. Aqui
e
, então
Simplificando
:
Resposta
(a)
(b)
©
(d)
(e)
(b)
©
(d)
(e)