Uma corrente
percorre um solenóide extenso que possui 120 espiras por
e raio
. Uma espira circular de raio
está no interior do solenóide e seu eixo coincide com o eixo do solenóide. (b) Colocando essa espira no plano da página e a corrente no solenóide estando no sentido horário, qual será o sentido da corrente induzida na espira? Obs:
pontos
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma corrente que varia no tempo passando por um solenóide com certas características, e queremos descobrir o sentido da corrente que será induzida em uma espira circular colocada dentro desse solenóide. Para resolver isso, vamos usar conceitos de Indução Eletromagnética, especialmente a Lei de Lenz, que nos ajuda a determinar a direção da corrente induzida.
Passo 2
Primeiro, vamos entender como a corrente no solenóide está variando. A corrente é dada por:
Isso significa que a corrente está aumentando com o quadrado do tempo.
Passo 3
Como a corrente no solenóide está aumentando e tem sentido horário, ela cria um campo magnético dentro do solenóide seguindo a Lei da Direção de Campos de um Solenóide. Para um solenóide com corrente no sentido horário, o campo magnético (
) aponta para dentro da página.
Passo 4
Agora, como a corrente está aumentando, o fluxo magnético através da espira também está aumentando. Segundo a Lei de Faraday, uma variação no fluxo magnético gera uma força eletromotriz (f.e.m.) induzida na espira.
Passo 5
A Lei de Lenz nos diz que a corrente induzida vai se opor à variação do fluxo que a está causando. Como o fluxo magnético está aumentando para dentro da página, a corrente induzida vai criar um campo magnético que tenta diminuir esse aumento, ou seja, vai gerar um campo magnético para fora da página.
Passo 6
Para que o campo magnético criado pela corrente induzida seja para fora da página, a corrente na espira precisa circular no sentido anti-horário. Isso porque, segundo a regra da mão direita, uma corrente anti-horária gera um campo magnético que sai da página.
Resposta
A corrente induzida na espira circula no sentido anti-horário.