Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 29.Exercício - Ex. 2
29.2. Em uma experiencia de física feita em um laboratório, uma bobina com 200 espiras, com seção reta de área igual a , gira em 0,040 s desde uma posição na qual seu plano é perpendicular ao campo magnético da Terra até uma posição na qual seu plano é paralelo ao campo. O campo magnético da Terra onde se situa o laboratório é igual a . (a) Qual é o fluxo magnético total que passa pela bobina antes de ela ser girada? Após ela ser girada? (b) Qual é a fem induzida média na bobina?
Passo 1
A situação do enunciado descreve uma situação onde a bobina varia de posição em relação ao campo magnético, é importante lembrar que o fluxo magnético depende da orientação da bobina.
O item (a) pede para gente calcular o fluxo total que passa pela bobina em dois momentos, no momento antes da bobina ser girando, quando seu plano está perpendicular ao campo magnético da Terra , e no momento em que o plano da bobina está paralela ao campo magnético da Terra .
E o cálculo do fluxo magnético total é
Onde é o número de espiras, o campo e a área.
Vamos começar pelo momento onde o plano da bobina é perpendicular.
Bom o cosseno de é 0, então o resultado é 0. Esse resultante é importante. Quando o plano da bobina está perpendicular ao campo magnético, não há fluxo magnético.
Então
Agora vamos calcular quando ela está paralela.
Em contra partida, no caso em que o plano está paralelo, o cosseno assumi o valor máximo, então o fluxo magnético também é máximo quando o plano da bobina está paralelo ao campo.
Passo 2
Agora vamos para o item (b), determinar a força eletromotriz média durante essa rotação. Bom, para calcular isso, precisamos da variação do fluxo magnético em relação ao tempo, ou seja
Nós temos esses valores