Halliday - Vol. 3 – 9º edição – Capítulo 30 – Seção 4 – Exercício 2
(Capítulo 30.4 – Exercício 2) Um material condutor elástico é esticado e usado para fazer uma espira circular com de raio, que é submetida a um campo magnético uniforme de perpendicular ao plano da espira. Ao ser liberada, a espira começa a se contrair e seu raio diminui inicialmente à taxa de . Qual é a força eletromotriz induzida na espira durante a contração?
Passo 1
Salve pessoal! Se liga só, queremos encontrar a força eletromotriz induzida em uma espira
Bom, galera, um cara chamado Faraday descobriu que uma força eletrmotriz e uma corrente podem ser induzidas em uma espira fazendo variar a quantidade de campo magnético que atravessa a espira. Ele ainda percebeu que a dita “quantidade de campo magnético” pode ser visualizada em termos das linhas de campo magnético que atravessam a espira.
O número de linhas que atravessam a espira não importa; os valores da força eletromotriz e da corrente induzida são determinados pela taxa de variação desse número. O módulo da força eletromotriz induzida em uam espira condutora é igual à taxa de variação com o tempo do fluxo magnético que atravessa a espira. A expressão para calcular a força eletromotriz é a seguinte:
O sinal negativo mostra que a força eletromotriz se opõe à variação do fluxo.
Então vamos lá usar isso?
Passo 2
Na nossa questão queremos calcular a força eletromotriz. Então, vamos usar a lei de Faraday para calcular essa belezinha! O campo é perpendicular ao plano da espira, ou seja, a área da espira, levando o campo a ser igual a
Assim,
Substituindo :
Substituindo os valores na expressão, temos:
Arrasamos!
Resposta
A força eletromotriz induzida é igual a: