Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 30.4 - Ex. 25
Na Fig. 30-53, uma espira quadrada com de lado é submetida a um campo magnético, dirigido para fora do papel, cujo módulo é dado por , onde está em teslas, em segundos e em metros. Determine (a) o valor absoluto e (b) o sentido da força eletromotriz induzida na espira no instante .
Passo 1
Fala aí! tudo certinho? 😬
A questão fornece uma espira quadrada de lado com um campo magnético perpendicular (saindo da figura) que depende do tempo e da coordenada .
E nosso objetivo é determinar o valor absoluto e o sentido da força eletromotriz induzida na espira no instante .
Parece complicado? 🤔
Primeiramente temos que obter o fluxo magnético na espira
Para assim calcular a força eletromotriz pela lei de Faraday.
Veja só! 😉
Passo 2
O primeiro passo é calcular o fluxo sobre a espira. Para isso, vamos adotar com convenção a normal saindo do plano da figura. Assim, o fluxo magnético será positivo pois o campo aponta para fora da figura na direção positiva.
O fluxo em uma faixa horizontal fina de espessura será
Assim,
Portanto,
Tranquilo até aqui? 😬
Passo 3
Pela lei de Faraday, a fem induzida é
Assim, para e :
Em valor absoluto:
Bacana, não é? 😉
Passo 4
No item (b) devemos dizer qual da fem induzida.
Por convenção, adotamos a normal à região limitada pela espira para fora da figura (direção positiva), de modo que o sentido positivo da fem seria o anti-horário.
Como obtivemos , pela lei de Lenz, a fem está sentido horário!
E aí! entendeu tudo? Responde Aí! 😉
Resposta
Sentido horário