Um automóvel viaja a
. Se o campo magnético terrestre é de
, determine a tensão induzida no pára-choque de
de comprimento. Assuma que o ângulo entre o campo magnético terrestre e a normal do carro é de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O exercício fala sobre indução eletromagnética, especificamente sobre como a movimentação de um objeto em um campo magnético pode gerar uma tensão elétrica. Para resolver isso, vamos usar a fórmula da força eletromotriz (FEM) induzida. Precisamos dos seguintes dados: velocidade do carro, intensidade do campo magnético, comprimento do pára-choque e o ângulo entre o campo e a normal do carro.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade do carro de quilômetros por hora para metros por segundo, porque as unidades devem estar consistentes. Sabemos que:
Então,
Passo 3
Agora, vamos lembrar da fórmula da força eletromotriz (FEM) induzida quando um condutor se move em um campo magnético:
Onde:
-
é a intensidade do campo magnético, -
é o comprimento do condutor (no caso, o pára-choque), -
é a velocidade do movimento, -
é o ângulo entre o campo magnético e a direção do movimento.
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Então,
Passo 5
Vamos calcular agora cada parte:
Primeiro, calculamos
:
Agora, multiplicamos todos os valores:
Primeiro, multiplicamos
:
Depois, multiplicamos por
:
Por fim, multiplicamos por
:
Resposta
A tensão induzida no pára-choque é aproximadamente
(2,08 milivolts).
Exercícios relacionados
Uma linha de transmissão no ar tem impedância característica de
,e portanto, pode ser considerada uma linha sem perdas. Sua constante de fase é de
a 100 MHz . Calcule a indutância por metro e a capacitância por metro da linha.
Linhas sem perdas, significa que:
a) No devido tempo, toda potência injetada na linha na extremidade inicial chega em sua extremidade final.
b) Não existe efeitos dissipativos de energia nem de potência.
c) Que não existe nenhum elemento básico de circuito na descrição da linha.
d) A potência dissipada na carga é proporcional a corrente elétrica
.
e) A corrente e a tensão são contínuas na frente de onda.
a) No devido tempo, toda potência injetada na linha na extremidade inicial chega em sua extremidade final.
b) Não existe efeitos dissipativos de energia nem de potência.
c) Que não existe nenhum elemento básico de circuito na descrição da linha.
d) A potência dissipada na carga
e) A corrente e a tensão são contínuas na frente de onda.
Assumindo uma região livre de fontes, deduza a equação de difusão:
DICA: utilize a Lei de Faraday e a seguinte identidade:
Um fabricante produz um ferrite, para ser utilizado na construção de indutores, com
e
, em 10 MHz . (a) Você classificaria este material como sendo sem perdas, com poucas perdas ou condutor? (b) Calcule
e
. © Encontre a impedância intrínseca.