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Disciplina: Física Professor: André Paranaguá (apmfisico@hotmail.com) 1° semestre / 2018
 Física B – Folha 15 – Indução Eletromagnética e Transformadores Elétricos
GABARITO
a)
 5, 6, 8, 9,
 12, 13, 15,
 18
, 19.
b)
 11
.
c)
 3, 
10, 14
.
 
d)
 1, 2, 4, 7,
 16, 17. 
 1 – Fluxo do vetor indução magnética (Fluxo do Campo magnético) 
“Mede a quantidade de linhas do campo magnético que atravessam a espira.”
 = Campo magnético 
Reta normal = reta imaginária perpendicular à face da espira
θ = Ângulo entre a normal e o Campo magnético. 
Fluxo magnético: [Unidade:Weber(Wb)]
A = área da espira (unidade: m²)
B = Campo magnético (unidade: T)
Cuidado!!!
1) A reta normal formando um ângulo de 0° com o campo, porém a espira forma 90° graus com o campo. (fluxo máximo)
2) A reta normal formando um ângulo de 90° com o campo, porém a espira forma 0° graus com o campo. (fluxo nulo)
IPC! 
Espira mais próxima do polo do imã, significa mais linhas de indução magnética atravessando-a => maior fluxo magnético;
Espira mais longe do polo do imã, significa menos linhas de indução magnética atravessando-a => menor fluxo magnético;
Aplicação 1: Um anel circular de raio R = m é introduzido em um campo magnético uniforme, ficando totalmente imerso nele. Sendo B = 1,5 Wb/m2, calcule o fluxo de indução através do anel, nos seguintes casos:
a) quando o plano do anel é paralelo às linhas de indução;
b) quando o plano do anel é perpendicular às linhas de indução;
c) quando a normal ao plano do anel forma um ângulo θ (cosθ=0,60) com as linhas de indução.
Aplicação 2: A figura a seguir mostra um tubo de linhas de indução do campo magnético que um ímã gera fora dele:
Nas seções 1 e 2 desse tubo, compare:
a) os f luxos de indução magnética, φ1 e φ2;
b) as intensidades, B1 e B2, do vetor indução magnética.
2 – Variação do fluxo magnético 
“A variação do fluxo magnético cria na espira uma corrente elétrica (corrente induzida) e uma força eletromotriz (fem induzida).”
3 – Lei de Lenz
“O sentido da corrente induzida é tal que se opõe à variação do fluxo que a produziu.”
Sentido da corrente em relação ao sentido de movimento do imã. Exemplo:
Aplicação 3: Um ímã em forma de barra reta, inicialmente em repouso em relação a uma espira circular, é abandonado acima dela e cai, atravessando-a. Para o observador O, qual é o sentido da corrente induzida na espira:
a) enquanto o ímã está em repouso em relação a ela?
b) um pouco antes de o ímã começar a atravessá-la?
c) logo após a passagem completa do ímã através dela?
4 – Força Eletromotriz induzida (fem induzida) – Lei de Faraday e Neumann.
ε => fem induzida [Unidade: volt (V)];
 => variação de fluxo [Unidade: Weber (Wb)]; e
 => variação de tempo [Unidade: segundos (s)].
“O sinal negativo é para mostrar que a fem induzida se opõe ao fluxo do campo magnético.”
Aplicação 4: Um fio condutor, de forma quadrada, de lado 10 cm, é colocado perpendicularmente a um campo magnético de intensidade 8 x 10-5 T. A intensidade do campo magnético é reduzida a zero em 4 s. A fem induzida nesse intervalo de tempo vale ______x10-7 V.
a) 1		b) 2		c)3		d) 4
5 – Gráfico de e Δt
Interpretando o gráfico acima:
Entre 0s e 1s:
	- Fluxo magnético constante, ou seja, não houve .
Entre 1s e 2s:
	- Houve variação de fluxo magnético. 
Entre 2s e 3s:
Entre 3s e 4s:
Entre 4s e 5s:
E qual(is) intervalo(s) de tempo a fem induzida é igual a zero?
Aplicação 5: Uma espira circular está imersa em um campo magnético. O gráfico representa o fluxo magnético através da espira em função do tempo.
O intervalo de tempo em que aparece na espira uma corrente elétrica induzida é de:
a) 0 a 1 s, somente 		b) 0 a 3 s
c) 1 s a 2 s, somente		d) 1 s a 3 s, somente
6 – Transformadores 
IPC! A corrente elétrica deve ser alternada.
U1 => d.d.p do enrolamento primário
U2 => d.d.p do enrolamento secundário
N1 => número de espiras do primário
N2 => número de espiras do secundário
“A potência elétrica do primário é igual à potência elétrica do secundário.”
P1 = P2
I1.U1 = I2.U2
IPC!
1)
2) 
Núcleo laminado: 
- Elimina a corrente de Foucault; e 
- Evita o efeito joule (perdas através do aquecimento).
Aplicação 6: Um transformador é constituído de duas bobinas independentes (primário e secundário), enroladas sobre uma mesma peça de ferro (núcleo do transformador).
Com relação a esse dispositivo, analise as afirmativas a seguir:
I. O funcionamento do transformador é baseado no fenômeno da indução eletromagnética.
II. O transformador só funciona com corrente contínua e constante na bobina primária.
III. Se o número de espiras do primário é maior que o número de espiras do secundário, o transformador funciona como um elevador de potência.
Podemos afirmar que:
a) apenas as afirmativas II e III estão corretas.
b) todas as afirmativas estão corretas.
c) apenas a afirmativa I é correta.
d) apenas as afirmativas I e II estão corretas.
Aplicação 7: Na figura a seguir, considere o transformador ideal.
As intensidades da corrente elétrica, em ampère, no primário e no secundário, são respectivamente iguais a:
a) 2 e 6		b) 6 e 2		c) 1 e 3		d) 18 e 6
Exercícios
1) (EEAR-2013) Na figura a seguir temos uma espira imóvel de forma circular e um ímã em formato de barra. Entre as situações apresentadas nas alternativas abaixo, assinale a que, de acordo com as Leis de Faraday e Lenz, possibilita a produção da corrente elétrica induzida no sentido indicado na figura.
a) Manter o ímã imóvel em relação à espira.
b) A extremidade A do imã é o polo norte e deve ser afastada da espira.
c) A extremidade A do imã é o polo sul e deve ser aproximada da espira.
d) A extremidade A do imã é o polo norte e deve ser aproximada da espira.
2) (EEAR-2012) O primário de um transformador com 10.000 espiras está alimentado por uma tensão contínua de 12 volts. Um componente elétrico ligado ao secundário deste transformador, que é composto de 1.000 espiras, estará submetido a uma tensão, em volts, de valor igual a
a) 120.		b) 1,2.		c) 12.		d) 0.
3) (EEAR-2011) O transformador é um dispositivo composto de duas bobinas que não têm contato elétrico uma com a outra. Em uma delas (bobina primária) é aplicada uma tensão variável que resulta em um campo magnético também variável. Esse campo acaba por interagir na outra bobina, chamada secundária, que está em contato elétrico com um resistor. Assinale a alternativa que completa corretamente a frase:
“A variação do fluxo magnético na bobina secundária é_________.” (OBS: Considere o transformador um sistema ideal e isolado.)
a) maior que no primário		b) menor que no primário
c) igual ao do primário		d) de valor nulo
4) (EEAR-2012) A figura a seguir representa 5 posições (A, B, C, D e E) de uma espira (retângulo menor) durante um deslocamento em direção a uma região (retângulo maior) onde existe um campo magnético uniforme perpendicular à folha.
Assinale a alternativa que indica o trecho em que não há indução eletromagnética na espira. Considere que na figura:
1- a espira e a região apresentadas pertencem a planos sempre paralelos;
2- a espira desloca-se da esquerda para direita e
3- a espira não sofre nenhum tipo de rotação.
a) Da posição A até a posição B.
b) Da posição B até a posição C.
c) Da posição A até a posição E.
d) Da posição C até a posição D.
5) (EEAR-2007) Uma espira quadrada, de lado igual a 2 cm, é colocada paralelamente às linhas de campo magnético, cuja intensidade do campo é de 2.10-3 T. Calcule o fluxo magnético, em Wb, através dessa espira.
a) zero		b) 4x10-5		c) 8x10-3		d) 8x10-7
6) (EEAR-2005) “A corrente elétrica induzida num circuito gera um campo magnético que se opõe à variação do fluxo magnético que induz essa corrente”. O enunciado acima se refere à Lei de
a) Lenz.				b) Faraday.	
c) Ampère.			d) Biot-Savart.
7) (EEAR-2005) Dos dispositivoslistados abaixo, o único que NÃO funciona com corrente contínua é o
a) rádio.			b) telefone.
c) telégrafo.			d) transformador.
8) (EEAR-2013) O transformador é um dispositivo constituído de duas bobinas eletricamente isoladas, chamadas primário e secundário no qual, de acordo com a Lei de Faraday, 
a) a variação da corrente elétrica no primário provoca, no secundário, uma força eletromotriz induzida.
b) a corrente contínua no primário é transformada em corrente alternada no secundário.
c) a corrente alternada no primário é transformada em corrente contínua no secundário.
d) pode, de acordo com a relação de espiras, ocorrer elevação ou redução de quaisquer valores de voltagens, seja em corrente contínua ou alternada.
9) (EEAR) Ao aproximar-se um imã de um solenoide que faz parte de um circuito elétrico, formando somente pelo solenoide ligado a um resistor, verifica-se que o sentido da corrente elétrica induzida no circuito gera um campo magnético no solenoide que se opõe ao movimento do imã. Essa verificação experimental é explicada pela Le de _____________.
a) Lenz			b) Gauss
c) Weatstone		d) Clapeyron
10) (EEAR) O transformador é um dispositivo elétrico cuja característica principal é “transformar” o valor de determinada força eletromotriz em outro. Assim, um transformador ligado em 127V pode fornecer 220V. o fenômeno que permite o funcionamento do transformador é o da:
a) histerese 
b) magnetização
c) indução eletromagnética
d) eletrização por contato sucessivo
11) (EEAR) O transformador é um dispositivo que:
a) só funciona com corrente contínua.
b) só funciona com corrente alternada.
c) transforma corrente contínua em corrente alternada e vice-versa.
d) aumenta a potência elétrica disponível em seus terminais de saída.
12) (EEAR) Com relação ao transformador elétrico ideal, qual das alternativas abaixo é correta?
a) é um dispositivo que possui no secundário a mesma potência do primário.
b) é um dispositivo destinado a aumentar a potência elétrica no seu secundário.
c) é um dispositivo destinado a aumentar ou diminuir a potência elétrica no seu secundário.
d) é um dispositivo destinado a gerar força eletromotriz a partir de uma fonte de energia mecânica.
13) (EEAR 1/2018) Uma espira retangular está imersa em um campo magnético uniforme cuja intensidade é de 0,5 T. O fluxo do campo magnético através da espira quando a mesma forma um ângulo de 0° com as linhas desse campo, em Weber, será:
a) zero		b) 0,5		c) 1		d) 2
14) (EEAR 2/2017) Associe corretamente as leis do eletromagnetismo com as afirmações abaixo descritas:
( ) Lei de Faraday
( ) Lei de Lenz
( ) Lei de Ampère
I. “O sentido da corrente elétrica induzida pela variação do fluxo magnético em um circuito fechado é tal que seus efeitos tendem a fazer oposição à variação do fluxo que lhe deu origem”.
II. “Para um condutor retilíneo infinito percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i, o módulo do vetor campo magnético B em um ponto P, que está a uma distância r deste condutor, será inversamente proporcional à distância r e diretamente proporcional a i”.
III. “A força eletromotriz induzida numa espira é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético que a atravessa e inversamente proporcional ao intervalo de tempo em que essa variação ocorre”.
Das alternativas abaixo, a correta é:
a) I – II – III			b) II – III – I
c) III – I – II			d) III – II – I
15) Um transformador abaixador de 110 V para 6 V deverá alimentar no seu secundário uma carga que absorve uma corrente de 4,5 A . Qual será a corrente no primário?
a) 0,24 A	b) 2,4 A		c) 4,5 A		d) 0,45 A
16) (AFA 2012) A figura a seguir mostra um ímã oscilando próximo a uma espira circular, constituída de material condutor, ligada a uma lâmpada.  
A resistência elétrica do conjunto espira, fios de ligação e lâmpada é igual a R e o ímã oscila em MHS com período igual a T. Nessas condições, o número de elétrons que atravessa o filamento da lâmpada, durante cada aproximação do ímã 
a) é diretamente proporcional a T.               
b) é diretamente proporcional a T2.                       
c) é inversamente proporcional a T.
d) não depende de T.
17) Um pequeno corpo imantado está preso à extremidade de uma mola e oscila verticalmente na região central de uma bobina
cujos terminais A e B estão abertos, conforme indica a figura. Devido à oscilação do ímã, aparece entre os terminais A e B da bobina:
a) uma corrente elétrica constante
b) uma corrente elétrica variável
c) uma tensão elétrica constante
d) uma tensão elétrica variável
18) A figura mostra uma espira de corrente colocada numa região onde existe um campo magnético B perpendicular ao plano da espira e com um sentido para dentro da página. Inicialmente o campo possui uma intensidade de 2 T e, durante um intervalo de tempo de 1s, esta intensidade do campo diminui conforme o gráfico. A espira tem 2 cm de comprimento e 1 cm de largura. A resistência vale 2 Ω.
Nas condições descritas, a corrente induzida na espira devido à variação do campo irá valer:
a) 0,1 mA 		b) 0,2 mA 	c) 1 mA 		d) 2 mA
19) (EEAR 2/2018) Uma espira retangular de 10 cm x 20 cm foi posicionada e mantida imóvel de forma que um campo magnético uniforme, de intensidade B=100 T, ficasse normal à área interna da espira, conforme figura a seguir. Neste caso, o valor da Força Eletromotriz Induzida nos terminais A e B da espira vale ____ V.
a) 0,00		b) 0,02		c) 0,20		d) 2,00
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