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FOLHETO DE AULA — FÍSICA FRENTE 2 MED — Semana 28 — Indução eletromagnética Prof. Edu Lessi Aviso Legal: Os materiais e conteúdos disponibilizados pelo Poliedro são protegidos por direitos de propriedade intelectual (Lei nº 9.610/1998). É vedada a utilização para fins comerciais, bem como a cessão dos materiais a terceiros, a título gratuito ou não, sob pena de responsabilização civil e criminal nos termos da legislação aplicável. 1 1. FUNDAMENTOS: Em 1820, Oersted descobriu que eletricidade produzia magnetismo (“i cria B”). Em 1831, Michael Faraday demonstrou que era possível _________________________ o fenômeno. Experimentalmente, mostrou que a ___________________ de grandezas específicas do magnetismo poderia produzir ______________ induzida. Em 1834, Heinrich Lenz descreveu que, a partir dessas mesmas ________________, era possível determinar o sentido da ______________ induzida. 2. O FLUXO MAGNÉTICO (Ф): É a grandeza física que __________________________ _______________________________________. Observe: Proporções e equação: Podemos notar que o fluxo magnético (Ф) depende da intensidade do campo magnético ( B ), da área da espira (A) e da posição da espira (). Assim: Então: = θB.A.cosФ Φ é o fluxo magnético através da espira, em weber (Wb); B é o módulo do vetor campo magnético, em tesla (T); A é a área da espira, em (m2); θ é o ângulo entre o campo magnético ( B ) e a normal ao plano da espira ( n ). 3. FORÇA ELETROMOTRIZ INDUZIDA (f.e.m. ou ε) Experimentalmente, Faraday percebeu que alterando a __________________ da variação do fluxo, o fenômeno gerava mais ou menos eletricidade. Assim: Dessa maneira, temos: = Δ ε Δt Ф ou para N espiras na bobina: Exercício 02: (Unesp) O gráfico a seguir mostra como varia com o tempo o fluxo magnético através de cada espira de uma bobina de 400 espiras, que foram enroladas próximas umas das outras para se ter garantia de que todas seriam atravessadas pelo mesmo fluxo. a) Explique por que a f.e.m. induzida na bobina é zero entre 0,1 s e 0,3 s. b) Determine a máxima f.e.m. induzida na bobina. Exercício 01: (ENEM) Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas para acender uma pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato com o pneu da bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para acender a lâmpada. Dentro desse gerador, encontram-se um imã e uma bobina. O princípio de funcionamento desse equipamento é explicado pelo fato de que a: a) corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região. b) bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica. c) bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente elétrica. d) corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético. e) corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético. Aviso Legal: Os materiais e conteúdos disponibilizados pelo Poliedro são protegidos por direitos de propriedade intelectual (Lei nº 9.610/1998). É vedada a utilização para fins comerciais, bem como a cessão dos materiais a terceiros, a título gratuito ou não, sob pena de responsabilização civil e criminal nos termos da legislação aplicável. 2 4. CONCEITO DA LEI DE LENZ: Para determinar o sentido da corrente induzida em uma espira condutora, Lenz usou o conceito de ________________ _______________. Experimentalmente, ele percebeu que ao _______________ um ímã de uma espira, esta tentava __________ o ímã, e, ao __________ o ímã da espira, notava- se uma força que tentava ___________ as peças, se ________ ao movimento, como uma reação natural (___________). Observe o mapa mental a seguir: um ímã ( ímãB ) é aproximado ( v ) de uma espira→ a espira reage e tenta repelir o movimento do ímã→ surge na espira um campo induzido ( induzidoB )→ pela regra da mão direita podemos encontrar o sentido da corrente induzida ( induzidai ) que produziu este campo induzido. Obs: a induzidai veio da εinduzida . 5. CASOS DA LEI DE LENZ: Determine o sentido da corrente induzida em cada caso: Conclusão: A Lei de Faraday-Neumann-Lenz fica, finalmente: . t Δ ε Δ = Ф Exercício 03: (PUC-RS) Aproximando ou afastando um imã de uma espira condutora retangular, a variação do fluxo de indução magnética determina o aparecimento de uma corrente elétrica induzida i. Qual a figura que melhor representa a corrente elétrica induzida? 6. INDUÇÃO EM CONDUTORES EM MOVIMENTO Vamos considerar uma barra condutora, de comprimento (L), sendo movimentada com uma velocidade ( v ), submetida a ação de um campo magnético ( B ). Essa barra ficará induzida com f.e.m. L.B.vε = (em volts) Guia de estudos: Semana 25: Indução eletromagnética No livro Física - VOLUME 3, Frente 2, Capítulo 9. Ler página 126 até 130. Estudar o exercício resolvido 3 e 4. Fazer, seguindo a ordem: Propostos: 37, 26, 53, 47, 50, 62, 43, 44, 27, 30, 34, 39, 52, 38, (45, 56, 57). Complementares: 9, 14, 18, 22, 10, 11, 32, (37, 20). BNCC em foco: 2, (1).