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Eletromagnetismo

EM Prefeito Paulo Pinheiro
Uma bobina com 10 espiras retangulares é atravessada por um campo magnético $H$ que forma $45^\circ$ com o eixo normal da bobina, no sentido para dentro. A área de cada espira vale $1\text{ m}^2$. Determine o valor e o sentido da fem induzida nos polos da bobina, sabendo que o campo varia com o tempo na forma $H = 4t\text{ A/m}$.
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Rosangela da Silva Castilho Ferreira

há 3 meses

Respostas

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há 3 meses

Vamos resolver passo a passo: Dados: - Número de espiras \( N = 10 \) - Área de cada espira \( A = 1\, m^2 \) - Ângulo entre o campo magnético e o eixo normal da bobina \( \theta = 45^\circ \) - Campo magnético variável: \( H = 4t \, A/m \) - Sentido do campo: para dentro da bobina --- ### Passo 1: Calcular o fluxo magnético \(\Phi\) O fluxo magnético por espira é dado por: \[ \Phi = B \cdot A \cdot \cos \theta \] Sabemos que: \[ B = \mu H \] Assumindo que a bobina está no vácuo (ou ar), \(\mu = \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, T \cdot m/A\). Então: \[ B = \mu_0 H = 4\pi \times 10^{-7} \times 4t = 16\pi \times 10^{-7} t \, T \] Logo: \[ \Phi = B A \cos \theta = 16\pi \times 10^{-7} t \times 1 \times \cos 45^\circ = 16\pi \times 10^{-7} t \times \frac{\sqrt{2}}{2} \] \[ \Phi = 16\pi \times 10^{-7} t \times 0,7071 = 11,31 \times 10^{-7} t \, Wb \] --- ### Passo 2: Fluxo total na bobina Como são 10 espiras: \[ \Phi_{total} = N \Phi = 10 \times 11,31 \times 10^{-7} t = 1,131 \times 10^{-5} t \, Wb \] --- ### Passo 3: Calcular a fem induzida A fem induzida é dada pela Lei de Faraday: \[ \text{fem} = - \frac{d\Phi_{total}}{dt} \] Derivando: \[ \frac{d\Phi_{total}}{dt} = 1,131 \times 10^{-5} \, V \] Então: \[ \text{fem} = -1,131 \times 10^{-5} \, V \] --- ### Passo 4: Sentido da fem O sinal negativo indica que a fem induzida tem sentido oposto à variação do fluxo (Lei de Lenz). Como o campo está aumentando para dentro da bobina, a fem induzida cria uma corrente que gera um campo magnético para fora, ou seja, sentido contrário ao campo aplicado. --- ### Resposta final: - Valor da fem induzida: aproximadamente \(1,13 \times 10^{-5} \, V\) - Sentido: oposto ao aumento do campo magnético (corrente induzida gera campo para fora da bobina) --- Se precisar, posso ajudar a detalhar mais algum passo!

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