Um solenoide com 200 espiras e uma seção transversal de
de área se encontra em um campo magnético de
orientado ao longo de seu eixo. Se o campo estiver confinado no interior do solenoide e variar a uma taxa de
, o valor absoluto da diferença de potencial induzida no solenoide será de
c) 0,001 V
c) 0,001 V
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre indução eletromagnética! A questão pede para a gente encontrar a diferença de potencial induzida em um solenoide quando o campo magnético dentro dele está mudando com o tempo. Para isso, vamos precisar usar a Lei de Faraday, que relaciona a variação do fluxo magnético com a força eletromotriz (fem) induzida. Então, vamos lá!
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é a Lei de Faraday. Ela diz que a fem induzida (
) em um circuito é igual à taxa de variação negativa do fluxo magnético (
) através desse circuito. A fórmula é:
Onde:
-
é o número de espiras do solenoide. -
é a taxa de variação do fluxo magnético.
Passo 3
Vamos calcular o fluxo magnético (
). O fluxo magnético é dado por:
Onde:
-
é o campo magnético. -
é a área da seção transversal do solenoide.
Mas como o campo está variando, precisamos considerar a taxa de variação do fluxo:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores fornecidos:
- Número de espiras,
- Área,
(convertendo para metros quadrados) - Taxa de variação do campo,
Substituindo na equação da taxa de variação do fluxo:
Passo 5
Agora, aplicando a Lei de Faraday para encontrar a fem induzida:
Como a questão pede o valor absoluto, descartamos o sinal:
Resposta
O valor absoluto da diferença de potencial induzida no solenoide é 0,24 V.