Lei de Faraday
Uma barra de comprimento e resistência move-se com velocidade ao longo de trilhos horizontais condutores ideais (sem resistência) e sem atrito, conforme figura abaixo.
Supondo que , com , calcule a corrente induzida no circuito e a sua direção se e em temos .
Existe algum instante de tempo em que a corrente induzida seja zero? Se sim, qual? (justifique as suas afirmações).
Supondo que , calcule a corrente induzida no circuito indicando seu sentido em cada quadrante de , isto é, em se a posição da barra é dada por .
Passo 1
Para determinar a corrente no circuito, precisamos achar a fem induzida, vamos utilizar a Lei de Faraday, ela dos diz:
Vamos primeiro calcular o fluxo , se liga!
Arbitrando o vetor área no mesmo sentido do campo magnético, temos:
Sendo a área , onde é a posição da barra, dada pela seguinte relação:
substituindo o fluxo na equação da Lei de Faraday, temos:
Calculando a derivada, temos:
Substituindo na Lei de Faraday:
Agora que temos a induzida, podemos achar a corrente, basta fazer:
Como arbitramos o vetor área paralelo ao campo, temos que o sentido da corrente será horário quando for positiva, ou seja, . E terá sentido anti-horário quando for negativa, ou seja, .
Passo 2
Podemos ver, pela equação da corrente que todas as constantes, inclusive a exponencial serão sempre não nulos, nesse caso, a corrente somente se anulará quando:
Passo 3
Para resolver esse item, vamos fazer o mesmo mimimi que fizemos no item só que agora, temos e , vamos começar com a Lei de Faraday:
Vamos primeiro calcular o fluxo , se liga!
Arbitrando o vetor área no mesmo sentido do campo magnético, temos:
Sendo a área , substituindo o fluxo na equação da Lei de Faraday, temos:
Vamos agora calcular a derivada, se liga:
Para a corrente, temos:
Como arbitramos o vetor área paralelo ao vetor campo, temos que o sentido da corrente será horário nos intervalos e anti-horário nos intervalos .
Resposta
Horário:
Anti-horário:
Horário:
Anti-horário: