a) Descreva três maneiras de fazer variar o fluxo magnético através de uma espira. b) O que é um campo elétrico induzido? Este campo é conservativo? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos duas partes:
a) Descrever três maneiras de fazer o fluxo magnético variar através de uma espira.
b) Explicar o que é um campo elétrico induzido e se esse campo é conservativo, justificando.
b) Explicar o que é um campo elétrico induzido e se esse campo é conservativo, justificando.
Vamos precisar entender sobre fluxo magnético, como ele pode mudar numa espira, e os conceitos de campo elétrico induzido e campos conservativos.
Passo 2
Começando pela primeira parte, vamos falar sobre fluxo magnético. O fluxo magnético (
) através de uma espira é dado por:
Onde:
-
é a intensidade do campo magnético, -
é a área da espira, -
é o ângulo entre a direção do campo e a normal à espira.
Para variar o fluxo magnético, podemos alterar qualquer um desses componentes. Aqui estão três maneiras de fazer isso:
-
Alterar a intensidade do campo magnético (
): Se o campo magnético ficar mais forte ou mais fraco, o fluxo magnético muda proporcionalmente. -
Mudar a área da espira (
): Expandir ou reduzir o tamanho da espira altera a quantidade de campo magnético que passa por ela. -
Mudar o ângulo (
): Girar a espira em relação ao campo magnético muda o ângulo , afetando o fluxo.
Passo 3
Agora, vamos para a segunda parte da questão: o campo elétrico induzido.
O campo elétrico induzido (
) é aquele que é criado quando há uma variação do fluxo magnético através de uma espira, conforme a Lei de Faraday:
Aqui,
é a força eletromotriz induzida, e
representa a taxa de variação do fluxo magnético no tempo. Esse campo elétrico não é gerado por cargas estáticas, mas sim por mudanças no campo magnético.
Sobre se o campo é conservativo: não, o campo elétrico induzido não é conservativo. Um campo é conservativo se o trabalho realizado por ele em um caminho fechado for zero. No caso do campo elétrico induzido, devido à variação do fluxo magnético, temos que o trabalho em um caminho fechado não é zero, o que caracteriza um campo não conservativo.
Resposta
a) Três maneiras de variar o fluxo magnético através de uma espira são:
- Alterar a intensidade do campo magnético (
). - Mudar a área da espira (
). - Alterar o ângulo (
) entre o campo e a espira.
b) O campo elétrico induzido é o campo criado pela variação do fluxo magnético através de uma espira, conforme a Lei de Faraday. Esse campo não é conservativo, pois o trabalho realizado em um caminho fechado por ele não é zero devido à mudança no fluxo magnético.