O gerador homopolar, também chamado de disco de Faraday, é um gerador elétrico de baixa tensão e alta corrente. Ele consiste em um disco condutor giratório com uma escova fixa (um contato elétrico deslizante) em seu eixo e de outra tocando um ponto de sua circunferência, como mostra a Figura P23.21. Um campo magnético uniforme é aplicado perpendicularmente ao plano do disco. Assuma que a magnitude do campo é 0,900 T, a velocidade angular do disco é 3,20 ´ 103 rotações/min e o raio do disco é 0,400 m. Encontre a FEM gerada entre os contatos. Quando bobinas supercondutoras são utilizadas para produzir grandes campos magnéticos, um gerador homopolar pode apresentar potência de vários megawatts. Esse gerador é útil, por exemplo, para purificar metais por meio de eletrólise. Se for aplicada uma tensão nos terminais de saída do gerador, ele funciona inversamente como um motor homopolar capaz de fornecer grandes torques, sendo útil na propulsão de navios.
Passo 1
E aiii gente, tudo bom com vocês?
Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!
Vamo lá!
Observe que o gerador homopolar não tem comutador e produz uma tensão constante no tempo: CC sem ondulação. No tempo dt, o disco gira num ângulo A escova externa desliza sobre a distância . A linha radial para a escova externa varre a área
A FEM gerada é:
Passo 2
A magnitude da FEM é:
Uma carga positiva livre , girando com o disco, sente uma força magnética radialmente para fora. Assim, o contato externo é positivo.
Resposta
O contato externo é positivo.