Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 28.1 - Ex. 70
Uma bobina com 100 voltas tem raio de 4,00 cm e resistência de 25,0 .
a) A bobina está em um campo magnético uniforme que é perpendicular ao plano da bobina. Qual taxa de variação da intensidade do campo magnético induzirá uma corrente de 4,00 A na bobina?
b) Qual taxa de variação da intensidade do campo magnético é necessária se o campo magnético faz um ângulo de 20 com a normal ao plano da bobina?
Passo 1
Meus amigos e minhas amigas!
Para resolver a letra a), vamos aplicar as leis de Faraday e de Ohm para encontrar expressões para a indução e, posteriormente, resolver para a taxa em que o campo magnético perpendicular induzirá uma corrente de 4,00 A na bobina.
Passo 2
Vamos dar início:
Sendo a lei de Faraday:
E a lei de Ohm:
Vamos igualar as duas equações:
Como a bobina é considerada circular:
Só precisamos aplicar os valores fornecidos pela questão:
Passo 3
Agora, a letra b) é bastante similar a letra a), com uma sutil diferença: o campo não está mais perpendicular ao plano da bobina, ele forma um ângulo de .
Passo 4
Sendo a lei de Faraday, para quando o campo magnético forma um ângulo com o plano da bobina:
E a lei de Ohm:
Vamos igualar as duas equações:
Como a bobina é considerada circular:
Só precisamos aplicar os valores fornecidos pela questão: