Uma espira quadrada com duas voltas e lados de
está localizada no plano
em
. Esta espira gira em torno do eixo y com velocidade angular de
. Assumindo que o campo magnético nessa região vale
ax
, calcule o fluxo magnético através desta espira e a f.e.m. induzida na espira.
Passo 1
Então, vamos lá! A gente tem uma espira quadrada com duas voltas, cada lado medindo 10 centímetros. Essa espira está no plano x = 0 no tempo t = 0 e começa a girar em torno do eixo y com uma velocidade angular de π/10 rad/s. Além disso, tem um campo magnético presente, que é B = 0,001𝑎ₓ T. O que a gente precisa descobrir aqui é o fluxo magnético que passa por essa espira e a f.e.m. induzida nela. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de fluxo magnético e a lei de Faraday da indução eletromagnética.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é fluxo magnético. O fluxo magnético (Φ) é uma medida de quantas linhas de campo magnético passam por uma determinada área. A fórmula para calcular o fluxo magnético é:
Onde:
-
é o número de voltas da espira, -
é a intensidade do campo magnético, -
é a área da espira, -
é o ângulo entre o campo magnético e a normal da área da espira.
Passo 3
Vamos calcular a área da espira quadrada. Cada lado tem 10 cm, que é igual a 0,1 metros. A área de um quadrado é lado ao quadrado:
Passo 4
Agora, vamos identificar o ângulo
. Como a espira está girando em torno do eixo y com velocidade angular
, o ângulo
em um tempo
é:
Passo 5
Vamos substituir os valores na fórmula do fluxo magnético:
Passo 6
Agora, para encontrar a f.e.m. induzida (ε), usamos a lei de Faraday, que diz que a f.e.m. induzida é igual à taxa de variação negativa do fluxo magnético:
Vamos derivar o fluxo magnético em relação ao tempo:
Passo 7
Substituindo na fórmula da f.e.m.:
Resposta
O fluxo magnético através da espira é dado por:
E a f.e.m. induzida na espira é:
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Uma espira de
, quadrada de lado
, localizada no plano
entra em um campo magnético
com velocidade
. Determine a f.e.m. na espira.
Uma onda eletromagnética com polarização girante tem seu campo elétrico dado por:
ay
.
a) Qual a frequência, comprimento de onda e velocidade desta onda?
b) Calcule B nesta onda.
c) Qual a direção de propagação desta onda?
d) Qual a velocidade angular do vetor de polarização?
a) Qual a frequência, comprimento de onda e velocidade desta onda?
b) Calcule B nesta onda.
c) Qual a direção de propagação desta onda?
d) Qual a velocidade angular do vetor de polarização?