Uma bobina retangular de
por
tem 300 voltas e gira em uma região que tem um campo magnético uniforme de
. (a) Qual é a máxima fem gerada quando a bobina gira a
? (b) Qual deve ser sua velocidade angular para gerar uma fem máxima de 110 V ? © Se a mesma bobina gira a 60
rev/s em um campo magnético desconhecido, produzindo uma fem máxima de 24 V , qual é a intensidade do campo magnético?
rev/s em um campo magnético desconhecido, produzindo uma fem máxima de 24 V , qual é a intensidade do campo magnético?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está perguntando. Temos uma bobina retangular com dimensões de 2,00 cm por 1,50 cm, 300 voltas, que está girando em um campo magnético uniforme de 0,4 T. A matéria envolvida aqui é a Eletromagnetismo, especificamente a fem induzida em uma bobina que gira em um campo magnético. Para resolver essa questão, vamos precisar utilizar a Lei de Faraday da Indução Eletromagnética, que nos ajuda a calcular a fem (força eletromotriz) induzida em uma bobina quando há variação no fluxo magnético.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula para a fem máxima (
) induzida em uma bobina que está girando:
Onde:
-
é o número de voltas da bobina, -
é a intensidade do campo magnético, -
é a área da bobina, -
é a velocidade angular.
Passo 3
Vamos converter as dimensões da bobina para metros para manter as unidades consistentes:
Passo 4
Agora, calculamos a área (
) da bobina:
Passo 5
A velocidade angular (
) está relacionada com o número de rotações por segundo (rev/s). Sabemos que:
Onde
é a frequência em rev/s. Para 60 rev/s:
Passo 6
Agora, substituímos todos os valores na fórmula da fem máxima:
Passo 7
Vamos calcular passo a passo:
Resposta
A máxima fem gerada quando a bobina gira a 60 rev/s é aproximadamente 13,57 V.