Fluxo magnético

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Resumo 
• Fluxo magnético 
 
Φ = |B⃗⃗ |. A. cos θ 
Unid (F) = T.m2 = weber = Wb 
• Indução eletromagnética – Lei de Faraday-Lenz 
A variação do fluxo magnético em um circuito provoca uma 
força eletromotriz induzida que gera uma corrente elétrica 
induzida que se opõe a variação do fluxo magnético. 
εind = −
ΔΦ
Δt
 
Unid (ind) = V 
• Exemplos: 
o 1º Caso: Variando o fluxo magnét ico por causa 
da variação da intensidade do campo de indução 
B⃗⃗ 
 
 
 
 
 
 
 
 
o 2º Caso: Variando o fluxo magnét ico devido a 
var iação da área do circuito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o 3º Caso: Variando o fluxo magnét ico devido a 
var iação o ângulo  entre o campo de indução 
magnét ica B⃗⃗ e a normal ao plano do circuito. 
 
 
• Exemplo de cálculo da intensidade de corrente 
elétrica induzida ( B⃗⃗ constante) quando o 
condutor de comprimento L se desloca com 
velocidade constante v. 
 
Situação Inicial 
 
Situação Final 
Considerando o campo de indução magnético constante e 
que toda a resistência elétrica do circuito é R e que a mesma 
não se altera com o movimento do condutor de comprimento 
L, a intensidade da força eletromotriz induzida ind será: 
εind =
ΔΦ
Δt
 
Mas ΔΦ = B.ΔA, logo: 
εind =
B.ΔA
Δt
 
Mas ΔA = L.ΔS, logo: 
εind =
B. L.ΔS
Δt
 
Como v = S/t, tem-se: 
εind = B. L. v 
A intensidade da corrente elétrica induzida no circuito é: 
iind =
εind
∑R
 
Portanto 
iind =
B. L. v
R
 
• Transformador 
É o aparelho utilizado para alterar a tensão alternada de um 
circuito para outro. Consiste em duas bobinas – primário e 
secundário – enroladas em torno de um núcleo 
ferromagnético. A variação do campo de indução magnética 
no primário é transmitida pelo núcleo ao secundário. 
 
UP = εP = −NP
ΔΦB
Δt
US = εS = −NS
ΔΦB
Δt
} ⇒
UP
US
=
−NP
ΔΦB
Δt
−NS
ΔΦB
Δt
⇒ 
UP
US
=
NP
NS
 
Em que: 
UP: Tensão no primário; 
US: Tensão no secundário; 
NP: Número de espiras do primário; 
NS: Número de espiras do secundário. 
Supondo a conservação da energia, as potências no primário 
e secundário são iguais, assim: 
PP = iP. UP
PS = iS. US
} ⇒
PP
PS
=
iP. UP
iS. US
⇒ 
1 =
iP. UP
iS. US
⇒
UP
US
=
iS
iP
 
Em que: 
iP: Intensidade da corrente elétrica no primário; 
iS: Intensidade da corrente elétrica no secundário; 
Logo: 
UP
US
=
NP
NS
=
iS
iP
 
 
Exercícios de Aplicação 
1) (UFRGS) O fogão mostrado na figura 1 abaixo não produz 
chamas nem propaga calor. O cozimento ou aquecimento dos 
alimentos deve ser feito em panelas de ferro ou de aço e 
ocorre devido à existência de campos magnéticos alternados, 
produzidos em bobinas, conforme representado no esquema 
da figura 2. Os campos magnéticos penetram na base das 
panelas, criando correntes elétricas que as aquecem. 
 
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas 
do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 
O processo físico que fundamenta essa aplicação tecnológica 
é conhecido como __________ e é regido pela lei de 
__________. 
a) convecção – Faraday-Lenz 
b) indução – Faraday-Lenz 
c) indução – Ampère 
d) radiação – Gauss 
e) radiação – Ampère 
2) (Ufop) Um transformador tem os seguintes valores 
nominais: 110 V, 220 V e 2200 W. 
Sabendo que o enrolamento cujos terminais indicam 110 V 
tem 250 espiras, determine: 
a) o número de espiras do enrolamento correspondente à força 
eletromotriz de 220 V; 
b) a intensidade da corrente em cada terminal quando se utiliza 
esse transformador para ligar uma televisão, com valores 
nominais de 220 V e 880 W, a uma tomada que fornece 110 
V; 
c) a intensidade máxima da corrente em cada terminal. 
3) (Upe) Uma bobina, formada por 5 espiras que possui um raio 
igual a 3,0 cm é atravessada por um campo magnético 
perpendicular ao plano da bobina. 
Se o campo magnético tem seu módulo variado de 1,0 T até 
3,5 T em 9,0 ms, é CORRETO afirmar que a força 
eletromotriz induzida foi, em média, igual a: 
a) 25 mV d) 1,25 V 
b) 75 mV e) 3,75 V 
c) 0,25 V 
 
Exercícios Propostos 
4) (Enem) As redes de alta tensão para transmissão de energia 
elétrica geram campo magnético variável o suficiente para 
induzir corrente elétrica no arame das cercas. Tanto os 
animais quanto os funcionários das propriedades rurais ou 
das concessionárias de energia devem ter muito cuidado ao 
se aproximarem de uma cerca quando esta estiver próxima a 
uma rede de alta tensão, pois, se tocarem no arame da cerca, 
poderão sofrer choque elétrico. 
Para minimizar este tipo de problema, deve-se: 
a) Fazer o aterramento dos arames da cerca. 
b) Acrescentar fusível de segurança na cerca. 
c) Realizar o aterramento da rede de alta tensão. 
d) Instalar fusível de segurança na rede de alta tensão. 
e) Utilizar fios encapados com isolante na rede de alta tensão. 
5) (Acafe) O avanço tecnológico mudou nossa vida de várias 
formas, uma delas está no jeito que cozinhamos alimentos 
hoje. Se antes tínhamos fogões a gás, hoje temos fogões 
elétricos, geralmente, chamados de cooktops. Um deles é o 
cooktop por indução e outro é o cooktop elétrico. O primeiro 
utiliza um campo magnético para gerar correntes induzidas 
em uma panela e o segundo utiliza, no lugar do fogo, 
resistores elétricos para aquecer a panela. 
 
De acordo com o exposto, analise as afirmações a seguir. 
I. O Cooktop de indução tem seu funcionamento baseado na lei 
de Newton. 
II. Uma das possibilidades para se aumentar a potência do 
Cooktop elétrico é reduzir a sua resistência elétrica. 
III. Os dois Cooktops podem funcionar e aquecer os alimentos 
se forem ligados a uma bateria. 
IV. O Cooktop de indução não funciona com panela de barro. 
V. O Cooktop elétrico tem seu funcionamento baseado no efeito 
joule. 
Assinale a alternativa correta. 
a) Apenas as afirmativas I, III e IV estão corretas. 
b) Apenas as afirmativas II, IV e V estão corretas. 
c) Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas. 
d) Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas. 
6) (Unesp) O freio eletromagnético é um dispositivo no qual 
interações eletromagnéticas provocam uma redução de 
velocidade num corpo em movimento, sem a necessidade da 
atuação de forças de atrito. A experiência descrita a seguir 
ilustra o funcionamento de um freio eletromagnético. 
Na figura 1, um ímã cilíndrico desce em movimento 
acelerado por dentro de um tubo cilíndrico de acrílico, 
vertical, sujeito apenas à ação da força peso. Na figura 2, o 
mesmo ímã desce em movimento uniforme por dentro de um 
tubo cilíndrico, vertical, de cobre, sujeito à ação da força 
peso e da força magnética, vertical e para cima, que surge 
devido à corrente elétrica induzida que circula pelo tubo de 
cobre, causada pelo movimento do ímã por dentro dele. Nas 
duas situações, podem ser desconsiderados o atrito entre o 
ímã e os tubos, e a resistência do ar. 
 
Considerando a polaridade do ímã, as linhas de indução 
magnética criadas por ele e o sentido da corrente elétrica 
induzida no tubo condutor de cobre abaixo do ímã, quando 
este desce por dentro do tubo, a alternativa que mostra uma 
situação coerente com o aparecimento de uma força 
magnética vertical para cima no ímã é a indicada pela letra 
a) d) 
 
b) e) 
 
c) 
 
 
7) (Unesp) Uma espira, locomovendo-se paralelamente ao solo 
e com velocidade constante, atravessa uma região onde 
existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao 
plano da espira e ao solo. O fluxo magnético registrado, a 
partir do instante em que a espira entra nessa região até o 
instante de sua saída, é apresentado no gráfico da figura. 
 
Analisando o gráfico, pode-se dizer que a força eletromotriz 
induzida, em volts, no instante t = 0,2 s, é: 
a) 80 b) 60 c) 40 d) 20 e) 0 
8) (Fuvest) 
 
Um ciclista pedala sua bicicleta, cujas rodas completam uma 
volta a cada 0,5 segundo. Em contato com a lateral do pneu 
dianteiro da bicicleta, está o eixo de um dínamo que alimenta 
uma lâmpada, conforme a figura acima.Os raios da roda 
dianteira da bicicleta e do eixo do dínamo são, 
respectivamente, R = 50 cm e r = 0,8 cm. Determine 
a) os módulos das velocidades angulares R da roda dianteira 
da bicicleta e D do eixo do dínamo, em rad/s; 
b) o tempo T que o eixo do dínamo leva para completar uma 
volta; 
c) a força eletromotriz  que alimenta a lâmpada quando ela está 
operando em sua potência máxima. 
 
 
 
Respostas 
Exercíc ios de Aplicação 
1) A 
2) a) 500 espiras; b) I1 = 4,0 A e I2 = 8,0 A; c) I1 Máx = 10 A e I2 Máx = 20 A. 
3) E 
Exercíc ios Propostos 
4) A 
5) B 
6) A 
7) E 
8) a) R
 = 12 rad/s e D
 = 750 rad/s; b) T = 8,0  10-3 s; c)  = 12 V.