Ed
há 2 horas
Para determinar a expressão da diferença de potencial induzida (fem) em uma espira retangular que gira em um campo magnético, podemos usar a Lei de Faraday da Indução Eletromagnética. A fem induzida é dada pela variação do fluxo magnético através da espira. A fórmula geral para a fem induzida é: \[ \text{fem} = -\frac{d\Phi}{dt} \] onde \(\Phi\) é o fluxo magnético, que é dado por: \[ \Phi = B \cdot A \cdot \cos(\theta) \] onde: - \(B\) é a intensidade do campo magnético (1 T), - \(A\) é a área da espira, - \(\theta\) é o ângulo entre o campo magnético e a normal à espira. Como a espira está girando, o ângulo \(\theta\) varia com o tempo, e podemos expressar isso como \(\theta = \omega t\), onde \(\omega\) é a velocidade angular. A área \(A\) da espira retangular é dada por: \[ A = largura \times altura = 0,5 \, m \times 0,2 \, m = 0,1 \, m^2 \] Substituindo na fórmula do fluxo magnético: \[ \Phi = B \cdot A \cdot \cos(\omega t) = 1 \cdot 0,1 \cdot \cos(\omega t) = 0,1 \cos(\omega t) \] Agora, derivando o fluxo em relação ao tempo para encontrar a fem: \[ \text{fem} = -\frac{d\Phi}{dt} = -\frac{d}{dt}(0,1 \cos(\omega t)) = 0,1 \omega \sin(\omega t) \] Dado que a velocidade angular \(\omega\) é dada em rad/s, podemos substituir \(\omega\) por \(20\) (conforme a expressão que você mencionou, que parece ser \(20n\)). Assim, a expressão da fem induzida se torna: \[ \text{fem} = 0,1 \cdot 20 \cdot \sin(20nt) = 2 \sin(20nt) \, V \] Portanto, a alternativa correta é: A) fem = 2 sen (20nt) V.
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