Lei de Faraday, Lei de Lenz
Considere as afirmativas abaixo:
A corrente induzida num circuito, devido à variação temporal do fluxo do campo magnético externo , surge sempre no sentido de gerar um campo magnético induzido oposto a .
Um solenoide infinito, de raio , paralelo ao eixo , é percorrido por uma corrente constante variável . Uma espira é colocada fora do solenoide, a uma distância de seu eixo. Podemos afirmar que a corrente induzida na espira gira no sentido anti-horário.
Duas espiras condutoras (do mesmo material) e , de raios respectivos e , são postas numa região de campo magnético uniforme, porém não constante, dado por . Considerando o fenômeno de indução, podemos afirmar que a corrente induzida em é o dobro da induzida em .
Quais são as afirmativas verdadeiras?
e
e
e
Nenhuma
Todas
Passo 1
Vamos analisar uma opção de cada vez, beleza?
A corrente induzida num circuito, devido à variação temporal do fluxo do campo magnético externo , surge sempre no sentido de gerar um campo magnético induzido oposto a .
A lei de Lenz diz que:
O sentido de qualquer efeito de indução magnética é tal que ele se opõe à causa que produz esse efeito.
Resumindo, o que ela quer dizer é o seguinte:
Se o fluxo magnético estiver aumentando na espira, o campo magnético induzido vai estar no sentido contrário ao campo magnético externo.
Se o fluxo magnético estiver diminuindo na espira, o campo magnético induzido vai estar no mesmo sentido do campo magnético externo.
Ou seja, a afirmação é falsa.
Passo 2
Um solenoide infinito, de raio , paralelo ao eixo , é percorrido por uma corrente constante variável . Uma espira é colocada fora do solenoide, a uma distância de seu eixo. Podemos afirmar que a corrente induzida na espira gira no sentido anti-horário.
A corrente variável vai gerar um campo magnético variável no solenoide. Esse campo magnético vai gerar um fluxo magnético variável através da espira que, de acordo com a lei de Faraday, vai gerar uma induzida e uma corrente induzida, mas o sentido da corrente induzida depende da variação do fluxo magnético, então, com as informações do problema, não podemos afirmar que a corrente está no sentido anti-horário.
Logo, a afirmação é falsa.
Passo 3
Duas espiras condutoras (do mesmo material) e , de raios respectivos e , são postas numa região de campo magnético uniforme, porém não constante, dado por . Considerando o fenômeno de indução, podemos afirmar que a corrente induzida em é o dobro da induzida em .
A) Neste item, precisamos tomar alguns cuidados. Vamos começar analisando a resistência de cada um dos condutores. Como eles têm comprimentos diferentes e são feitos de mesmo material, então a resistência deles estará relacionada por:
desde que a corrente atravesse a mesma área em todo o comprimento de ambos os condutores.
B) Vamos olhar agora para o fluxo magnético através da área de cada condutor. Para isso, vamos considerar que ângulo entre e a normal à área do condutor seja constante (ou seja, não dependa do tempo) e dada por . Para o condutor , esse ângulo será , que também será constante no tempo.
Note que, a princípio, esses ângulos podem ser diferentes, já que o item não dá nenhuma ideia de como é a posição dos condutores na presença do campo magnético. Portanto, vamos seguir nossa conversa aqui considerando que esses ângulos não variam com o tempo e que .
Como é uniforme e os ângulos são constantes, os fluxos magnéticos através dos condutores e são, respectivamente,
Disso, a gente tira que:
Portanto, o módulo da fem induzida em cada condutor terá a seguinte relação:
Para fechar, como temos e , substituindo na última expressão acima, obteremos:
Como , então teremos que:
Disso, a gente conclui que, , a não ser que , ou seja, quando não variarem com o tempo.
Por isso, o item (iii) está incorreto.
Resposta
Nenhuma