Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 29.Problemas desafioadores - Ex. 76
76- Uma espira uniforme, condutora e quadrada, com lado igual a ,é colocada no mesmo campo magnético descrito no Exercício , com o lado ao longo de um diâmetro e com o ponto no centro do campo (Figura )
Copie a Figura e desenhe vetores para mostrar o módulo relativo, a direção e o sentido do campo elétrico induzido em todos os pontos assinalados pelas letras indicadas.
Qual é a fem induzida no lado ?
Qual é a fem induzida na espira?
Qual será a corrente induzida na espira quando sua resistência for igual a ?
Qual é a diferença de potencial entre os pontos e ? Qual dos dois pontos está a um potencial mais elevado?
Passo 1
Pelo campo magnético ter uma área circular então temos que lembrar do Exercício que fizemos nesse capítulo, onde a superfície magnética em uma área circular tem o campo elétrico formando círculos concêntricos nessa superfície, e como o centro é em logo o campo elétrico nesse ponto é nulo, e nos outros serão.
Uma forma de pensar é que o módulo campo elétrico será de:
Ou de modo vetorial:
Onde é a distância do centro pro ponto. E mira para .
E dessa forma vemos que o módulo da fem em será a mesma que em só que com sentidos diferentes, logo a fem induzida no lado é nula.
Passo 2
Já o módulo da fem total na espira vai ser dado por:
A taxa do campo magnético será de:
Então:
E a corrente causada por essa fem será:
Passo 3
Por ser um quadrado então podemos dizer que a resistência em casa lado vale então a tensão entre esses dois pontos será de:
Uma vez que a corrente passa por todo o quadrado de maneira igual.
E pela direção das setas vemos que o sentido da corrente está no sentido horário, tal como o campo elétrico, então o ponto tem um maior potencial elétrico que , logo a corrente vai de para , de para e por aí vai.