Exercícios Resolvidos de Introdução a Lei de Faraday

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Enunciado

Três espiras circulares oscilam na presença de um campo magnético uniforme, como ilustrado na figura.

A espira 1 oscila de um lado para outro como um pêndulo, a espira 2 oscila em torno do seu eixo vertical e a espira 3 (presa na extremidade de uma mola) oscila para cima e para baixo.

Em todos os casos, as espiras se movimentam completamente dentro da região de campo magnético. Em quais espiras haverá uma fem induzida?

A ) Apenas na espira 1

B ) Espiras 1 e 2

C ) Apenas na espira 3

D ) Apenas na espira 2

E ) Espiras 1, 2 e 3

Passo 1

De acordo com a Lei de Faraday, a fem induzida irá aparecer sempre que houver uma variação do fluxo magnético, logo:

E = - ∂ ϕ [ B ] ∂ t

Onde o fluxo magnético é dado por:

ϕ B = ∬ S   B → ∙ d A →

Nesse caso, como o campo magnético é uniforme e a área da espira é constante, podemos escrever o fluxo magnético como:

ϕ B = B → . A →

ϕ B = B . A . cos ⁡ θ

Onde θ é o ângulo formado pelos vetores B → e A → .

Sendo assim, para que haja fem induzida basta que um desses três termos varie, certo?

Passo 2

Em todos os casos, conforme já havíamos falado, o campo magnético é uniforme e a área da espira é constante. Assim, para que haja uma fem induzida, é necessária uma variação do ângulo θ .

Olhando as opções, nos casos 1 e 3 o ângulo θ permanece constante, de forma que não há fem induzida nesses casos. Já no caso 2, conforme a espira gira, o ângulo θ se altera, gerando uma fem induzida.

A resposta certa, portanto, é a letra D ) .

Resposta

D ) Apenas na espira 2

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