Exercícios sobre Magnetismo

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INDUC¸A˜O ELETROMAGNE´TICA
Equac¸o˜es u´teis:
Φ = B ·A · cos(θ)
onde:
Φ = fluxo do campo magne´tico (Wb ou T ·m2)
B = campo magne´tico (T)
A = a´rea (m2)
θ = aˆngulo entre B e o vetor normal a` area.
ε = −N · ∆Φ
∆t
onde:
ε = forc¸a eletromotriz induzida (V)
N = nu´mero de espiras, caso na˜o haja espira, N = 1
∆Φ = Φf − Φi variac¸a˜o do fluxo do campo magne´tico (Wb ou T ·m2)
∆t = tf − ti variac¸a˜o do tempo (s)
ε = B · l · v
onde:
ε = forc¸a eletromotriz induzida (V)
B = campo magne´tico (T)
l = comprimento (m)
v = velocidade (m/s2)
EXERCI´CIOS
1. (Uniube-MG) Uma espira retangular de lados 5 cm e 8 cm esta´ imersa
em uma regia˜o em que existe um campo de induc¸a˜o magne´tica uniforme
de 0,4 T, perpendicular ao plano da espira. Determine o fluxo de induc¸a˜o
magne´tica atrave´s da espira.
Resposta: 1, 6 · 10−3 Wb
2. Suponha que uma espira retangular de a´rea igual a 2, 4 · 10−1 m2 imersa
em uma regia˜o onde existe um campo de induc¸a˜o magne´tica B, cuja inten-
sidade e´ igual a 3 · 10−2 T, perpendicular ao plano da espira. De acordo
com as informac¸o˜es, determine o fluxo magne´tico atrave´s da espira.
Resposta: 7, 2 · 10−3 Wb
3. Determine o valor da tensa˜o ele´trica induzida entre as extremidades de
um fio condutor de 60 cm de comprimento que se move com velocidade
constante de 40 m/s perpendicularmente a`s linhas de induc¸a˜o magne´tica
de um campo de 12 T.
Resposta: 288 V
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4. Suponha que uma espira quadrada de lado igual a 2 cm seja colocada em
um campo magne´tico uniforme cuja intensidade vale 2 T. Determine o
fluxo magne´tico nessa espira quando ela for colocada perpendicularmente
a`s linhas de campo magne´tico.
Resposta: 0,0008 Wb
5. Uma barra de cobre de 30 cm de comprimento e´ perpendicular a um campo
magne´tico cuja induc¸a˜o magne´tica e´ de 0,8T e se move perpendicularmente
a ele com uma velocidade de 50 cm/s. Achar a fem induzida na barra.
Resposta: 0,12 V
6. Uma bobina de 50 espiras leva 0,02 segundos para passar entre os po´los
de um ı´ma˜ de um ponto em que o fluxo magne´tico e´ de 30 · 10−5 Wb a
outro em que este e´ de 3 · 10−5 Wb. Calcular o valor da fem induzida.
Resposta: 0,675 V
7. (Acafe-SC) A principal aplicac¸a˜o da Induc¸a˜o Magne´tica, ou Eletromagne´tica,
e´ a sua utilizac¸a˜o na obtenc¸a˜o de energia. Podem-se produzir pequenas
f.e.m. com um experimento bem simples. Considere uma espira quadrada
com 0,4 m de lado que esta´ totalmente imersa num campo magne´tico
uniforme (intensidade B = 5,0 Wb) e perpendicular a`s linhas de induc¸a˜o.
Gira-se essa espira ate´ que ela fique paralela a`s linhas de campo. Sabendo-
se que a espira acima levou 0,2 segundos para ir da posic¸a˜o inicial para a
final. Determine o valor em mo´dulo da f.e.m. induzida na espira.
Resposta: 4 V
8. Um campo magne´tico atua perpendicularmente sobre uma espira circular
de raio 10cm, gerando um fluxo de induc¸a˜o magne´tica de 1Wb. Qual a
intensidade do campo magne´tico?
Resposta: 31,83 T
9. Uma espira quadrada de lado R= 2cm e´ imersa em um campo magne´tico
uniforme de intensidade 2T. Qual e´ o fluxo de induc¸a˜o nessa espira em
cada um dos seguintes casos:
(a) o plano da espira e´ paralelo a`s linhas de induc¸a˜o;
Resposta: 0 T ·m2
(b) o plano da espira e´ perpendicular a`s linhas de induc¸a˜o;
Resposta: 0,08 Wb
(c) o reta normal ao plano forma um aˆngulo de 60 com as linhas de
induc¸a˜o.
Resposta: 0,04 Wb
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10. Um campo magnetico uniforme faz um angulo de 30 com o eixo de uma
espira circular de 300 voltas e um raio de 4 cm. O campo varia a uma
taxa de 85 T/s. Determine o modulo da f.e.m. induzida na espira.
Resposta: 111 V
11. Determine o fluxo magne´tico, em Wb, sobre uma espira quadrada com
lado de 20 cm sob influeˆncia de um campo magne´tico perpendicular ao
plano dessa espira e de mo´dulo 100 T.
Resposta: 0 Wb
12. Uma espira circular de raio 0,2 m esta´ sob influeˆncia de um campo magne´tico
de mo´dulo 5 T. Determine o fluxo magne´tico sobre a espira considerando
que o aˆngulo entre o vetor campo magne´tico e o plano dessa espira seja
de 60. Use pi = 3.
Resposta: 0,3 Wb
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