Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 28.1 - Ex. 72
Antes de 1960, as intensidades de campos magnéticos era geralmente medidas por uma bobina giratório gaussimétrica. O dispositivo usa uma pequena bobina com múltiplas voltas girando a uma alta rapidez em um eixo perpendicular ao campo magnético. A bobina está conectada a um voltímetro ac através de anéis de deslizamento, como os mostrados na Figura 28-59. Em um projeto específico, a bobina giratória tem 400 voltas e uma área de 1,40 . A bobina gira a 180 rev/min. Se a intensidade do campo magnético é 0,450 T, determine a fem máxima induzida na bobina e a orientação da normal ao plano da bobina relativa ao campo para o qual ocorre a máxima fem induzida.
Passo 1
Meus amigos e minhas amigas!
Para resolver a letra a), vamos aplicar as leis de Faraday e a definição de fluxo magnético e, então, derivar para obter a fem máxima induzida na bobina e, assim, encontrar a orientação da normal ao plano da bobina relativa ao campo em que a fem máxima ocorre.
Passo 2
Vamos dar início:
Sendo a lei de Faraday:
E a definição de fluxo magnético:
Vamos substituir na lei de Faraday:
Adotando:
Logo:
Vamos descobrir a fem máxima:
Passo 3
Para responder a segunda indagação da questão:
Sabendo que:
Sendo:
Então:
Isolando:
Para que a fem seja máxima é necessário que:
Portanto, ocorrerá quando a normal ao plano da bobina é perpendicular ao campo magnético.