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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 29.Exercício - Ex. 12

29.12. Fem induzida. Um motor com um dispositivo escovacomutador, semelhante ao descrito no Exemplo 29.5, possui uma bobina circular com raio igual a 2,5 cm e 150 espiras. O campo magnético apresenta módulo igual a 0,060 T e a bobina gira com 440 ver/min. (a) Qual é a fem máxima induzida na bobina? (b) Qual é o valor médio da fem induzida?

Passo 1

Vamos voltar lá no exemplo 29.5. O valor máximo de uma fem induzida é calculado da seguinte forma

ξ m a x = N B A ω

Sendo N o número de espiras, B o campo magnético, A a área e ω a velocidade angular.

Agora a gente pode substituir esses valores. Repare que como a bobina é circular, sua área será

A = π r 2

E o raio é 2,5   c m , ou no SI: 0,025   m .

E nós temos a velocidade em revoluções por minuto, mas no SI, a velocidade angular tem que ser em radianos por segundo. Bom, não é complicado fazer essa conversão, basta saber que 1 revolução é 2 π em radianos, e 1   m i n é 60   s . Ou seja

1 r e v m i n = 2 π 60 r a d s

Agora temos tudo para calcular a fem induzida máxima

ξ m a x = 150 ⋅ 0,06 ⋅ π ⋅ 0,025 2 ⋅ 440 ⋅ 2 π 60

Fazendo essa conta toda. A gente chega em

ξ m a x = 0,814   V

Passo 2

Agora para o item (b), vamos calcular o valor médio da força eletromotriz induzida. A equação que vamos usar é

ξ m é d i o = 2 π   ξ m a x

Então ξ m é d i o = 2 π   0,815 = 0,519   V

Resposta

  1. 0,815   V
  2. 0,519   V
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