Entre
e
, a corrente no fio variou. Durante este intervalo de tempo, a variação no fluxo magnético através da espira induziu um campo elétrico estacionário ao longo da espira.
Considerando um caminho de integração que coincidia com a espira e adotando o sentido horário para a integração, você calculou a circulação do campo elétrico induzido e obteve um valor negativo de
. Qual é a unidade adequada para representar a circulação de
no S.I.? Qual é o significado físico da circulação de
?
Considerando um caminho de integração que coincidia com a espira e adotando o sentido horário para a integração, você calculou a circulação do campo elétrico induzido e obteve um valor negativo de
Passo 1
Beleza, galera! Vamos dar uma olhada nessa questão. Temos um fio com corrente que varia entre 0 e 5 segundos, o que faz com que o fluxo magnético através de uma espira também mude. Essa variação induz um campo elétrico estático ao redor da espira. A gente calculou a circulação desse campo elétrico induzido e obteve um valor negativo de $ -2,0 \times 10^{-7} $. Agora, precisamos descobrir qual a unidade correta para essa circulação no Sistema Internacional (S.I.) e entender o que isso significa fisicamente.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é circulação de um campo elétrico. A circulação de $ \mathbf{E}{ind} $ ao redor de um caminho fechado é basicamente a integral de $ \mathbf{E}{ind} $ ao longo desse caminho. Em termos de fórmulas, isso é representado por:
Passo 3
Agora, vamos pensar nas unidades dessa expressão. O campo elétrico $ \mathbf{E} $ tem unidades de volts por metro (V/m). O elemento de comprimento $ d\mathbf{l} $ tem unidades de metros (m). Quando a gente faz a integral, multiplicamos essas unidades:
Então, a circulação de $ \mathbf{E}_{ind} $ tem unidades de volts (V).
Passo 4
Agora, vamos entender o significado físico dessa circulação. Segundo a Lei de Faraday da Indução Eletromagnética, a circulação do campo elétrico induzido ao redor de um caminho fechado é igual à taxa de variação negativa do fluxo magnético através desse caminho:
Onde $ \Phi_B $ é o fluxo magnético. Isso significa que a circulação de $ \mathbf{E}_{ind} $ representa a força eletromotriz (fem) induzida na espira devido à variação do fluxo magnético.
Resposta
A unidade adequada para representar a circulação de $ \mathbf{E}{ind} $ no S.I. é o volt (V). Fisicamente, a circulação de $ \mathbf{E}{ind} $ corresponde à força eletromotriz induzida na espira, resultante da variação do fluxo magnético através dela.