Um segmento retilíneo de fio conduz uma corrente elétrica “i”, em uma região onde existe um campo magnético uniforme B vetorial. Devido a este campo magnético, o fio fica sob o efeito de uma força de módulo F, cuja direção é perpendicular ao fio e à direção B. O efeito ao qual se refere o enunciado constitui o princípio de funcionamento de:
a. motores elétricos
b. reatores elétricos
c. aquecedores elétricos
d. geradores elétricos
e. reostatos
a. motores elétricos
b. reatores elétricos
c. aquecedores elétricos
d. geradores elétricos
e. reostatos
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão tá pedindo. Temos um fio retilíneo que conduz uma corrente elétrica $ i $ e está em uma região com um campo magnético uniforme $ \vec{B} $. Por causa desse campo magnético, o fio sofre uma força $ F $ que é perpendicular tanto ao fio quanto ao campo. O assunto aqui é sobre a interação entre corrente elétrica e campo magnético, mais especificamente a força magnética sobre um condutor. Vamos precisar lembrar da fórmula que relaciona força, corrente e campo magnético para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos recordar a fórmula que descreve a força magnética sobre um fio condutor:
Onde:
- $ \vec{F} $ é a força,
- $ i $ é a corrente elétrica,
- $ \vec{L} $ é o vetor comprimento do fio,
- $ \vec{B} $ é o campo magnético.
Essa fórmula mostra que a força é perpendicular ao fio e ao campo magnético, exatamente como descrito na questão.
Passo 3
Agora, vamos pensar em que dispositivos usam esse princípio. Quando uma força é gerada pela interação entre corrente elétrica e campo magnético, isso é fundamental para o funcionamento de alguns aparelhos. Por exemplo:
- Motores elétricos: Convertendem energia elétrica em mecânica usando essa força para gerar movimento.
- Geradores elétricos: Fazem o contrário, converterem energia mecânica em elétrica, mas geralmente envolvem movimento no campo magnético para induzir corrente.
- Reatores elétricos, aquecedores elétricos e reostatos: Esses dispositivos têm funções diferentes que não envolvem diretamente a conversão de energia pela força magnética.
Passo 4
Com base nisso, a melhor opção que corresponde ao princípio descrito é:
a. motores elétricos
Eles utilizam a força resultante da interação entre corrente elétrica e campo magnético para gerar movimento mecânico.
Resposta
a. motores elétricos