Qual das seguintes ações induzirá uma corrente em uma espira em presença de um campo magnético uniforme?
b) Girar a espira dentro do campo.
b) Girar a espira dentro do campo.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que está sendo perguntado. A questão quer saber qual ação vai induzir uma corrente elétrica em uma espira quando ela está dentro de um campo magnético uniforme. O conteúdo envolvido aqui é a Lei de Faraday da Indução Eletromagnética. Para resolver isso, vamos precisar entender como uma mudança no fluxo magnético pode gerar uma corrente elétrica.
Passo 2
A Lei de Faraday nos diz que uma corrente elétrica é induzida em uma espira quando há uma variação no fluxo magnético através dela. O fluxo magnético (
) é dado pela fórmula:
onde:
-
é a intensidade do campo magnético, -
é a área da espira, -
é o ângulo entre o campo magnético e a normal à área da espira.
Passo 3
Agora, vamos analisar a ação proposta: girar a espira dentro do campo magnético. Quando giramos a espira, estamos alterando o ângulo
entre o campo magnético e a espira. Conforme
muda, o cosseno de
(
) também muda, o que significa que o fluxo magnético
está se alterando.
Passo 4
Como o fluxo magnético está mudando devido à rotação da espira, de acordo com a Lei de Faraday, isso gera uma força eletromotriz (
) na espira, que por sua vez induz uma corrente elétrica. A força eletromotriz induzida pode ser calculada por:
O sinal negativo indica a direção da corrente induzida, conforme a Lei de Lenz, que diz que a corrente induzida se opõe à variação do fluxo que a gerou.
Resposta
Girar a espira dentro do campo magnético uniforme induz uma corrente na espira devido à variação do fluxo magnético resultante da mudança no ângulo entre a espira e o campo.