a) Uma diferença de potencial será induzida em uma espira quando existir uma variação do fluxo magnético através da espira.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está falando. A pergunta diz que uma diferença de potencial (ou seja, uma voltagem) será induzida em uma espira quando houver uma variação do fluxo magnético através dela. Isso está relacionado ao Eletromagnetismo, mais especificamente à Lei de Faraday da Indução Eletromagnética. Para resolver isso, vamos precisar entender como o fluxo magnético pode variar e como isso gera uma diferença de potencial.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o fluxo magnético. O fluxo magnético () através de uma espira é dado por:
Onde:
é a densidade do fluxo magnético,
é a área da espira,
é o ângulo entre a direção do campo magnético e a normal à superfície da espira.
Isso significa que o fluxo magnético depende tanto da intensidade do campo magnético quanto da orientação e tamanho da espira.
Passo 3
Agora, a Lei de Faraday nos diz que uma variação no fluxo magnético ao longo do tempo () gera uma força eletromotriz (fem) induzida na espira. A fórmula da Lei de Faraday é:
O sinal negativo é conhecido como Lei de Lenz, que indica que a fem induzida gera uma corrente que se opõe à variação do fluxo que a causou.
Passo 4
Vamos entender o que significa isso na prática. Se o fluxo magnético através da espira está aumentando ou diminuindo, isso cria uma fem () na espira. Essa fem é o que chamamos de diferença de potencial induzida. Portanto, sempre que houver uma mudança no fluxo magnético (), haverá uma diferença de potencial.
Passo 5
Vamos colocar isso de forma simples: imagine que você está mexendo um ímã perto de uma espira de fio. Se você move o ímã de forma que o campo magnético que passa pela espira está mudando (seja aumentando ou diminuindo), você está mudando o fluxo magnético. De acordo com a Lei de Faraday, essa mudança gera uma voltagem na espira.
Resposta
Então, concluindo, uma diferença de potencial será induzida em uma espira sempre que houver uma variação no fluxo magnético através dela, conforme descrito pela Lei de Faraday da Indução Eletromagnética.