Borges e Nicolau
Ao analisarmos o terceiro fenômeno eletromagnético vimos que: quando o fluxo magnético varia na superfície de uma espira, surge na espira uma corrente elétrica denominada corrente elétrica induzida. Estudamos também a Lei de Lenz que permite determinar o sentido da corrente elétrica induzida: o sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem.
Clique para ampliar
Ao aproximarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe à aproximação. Trata-se, portanto, de um polo norte. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está saindo desta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido anti-horário, vista pelo observador O.
Ao afastarmos da espira o polo norte do ímã surge na face da espira, voltada ao ímã, um polo que se opõe ao afastamento. Trata-se, portanto, de um polo sul. Isto significa que o campo gerado pela corrente induzida está chegando a esta face. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida tem sentido horário, vista pelo observador O.
Vamos apresentar a Lei de Lenz de outro modo. Para isso, observe a situação indicada na figura onde uma espira está imersa num campo magnético B, cuja intensidade varia no decurso do tempo.
A intensidade de B varia no decurso do tempo
Se B aumenta, φ aumenta e φ' surge em sentido oposto. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
Se B diminui, φ diminui e φ' surge no mesmo sentido. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Exercícios básicos
Exercício 1:
Nas figuras o condutor AC, apoiado num condutor dobrado formando a letra C, desloca-se com velocidade v. O conjunto está imerso num campo magnético uniforme B. Nestas condições, a área da espira varia e portanto varia o fluxo magnético φ.
Nas figuras o condutor AC, apoiado num condutor dobrado formando a letra C, desloca-se com velocidade v. O conjunto está imerso num campo magnético uniforme B. Nestas condições, a área da espira varia e portanto varia o fluxo magnético φ.
Determine o sentido da corrente elétrica induzida em cada uma das situações abaixo:
Clique para ampliar
Resolução:
a) Neste caso, a área da espira aumenta. Consequentemente o fluxo indutor φ aumenta e o fluxo induzido φ' surge em sentido oposto, opondo-se ao aumento de φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
b) Neste caso, a área da espira diminui. Consequentemente o fluxo indutor φ diminui e o fluxo induzido φ' surge no mesmo sentido, opondo-se à diminuição do fluxo indutor φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Respostas: a) anti-horário; b) horário
Exercício 2:
Uma espira retangular atravessa uma região na qual existe um campo magnético uniforme B. Determine o sentido da corrente elétrica induzida nos casos:
a) Neste caso, a área da espira aumenta. Consequentemente o fluxo indutor φ aumenta e o fluxo induzido φ' surge em sentido oposto, opondo-se ao aumento de φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
b) Neste caso, a área da espira diminui. Consequentemente o fluxo indutor φ diminui e o fluxo induzido φ' surge no mesmo sentido, opondo-se à diminuição do fluxo indutor φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Respostas: a) anti-horário; b) horário
Exercício 2:
Uma espira retangular atravessa uma região na qual existe um campo magnético uniforme B. Determine o sentido da corrente elétrica induzida nos casos:
a) A espira está entrando no campo.
b) A espira desloca-se totalmente imersa no campo.
c) A espira está saindo do campo.
Clique para ampliar
Resolução:
a) A espira está entrando no campo: o fluxo indutor φ aumenta e o fluxo induzido φ' surge em sentido oposto, opondo-se ao aumento de φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
b) A espira desloca-se totalmente imersa no campo: Neste caso, não há variação de fluxo magnético. Portanto, a corrente induzida é nula.
c) A espira está saindo do campo: o fluxo indutor φ diminui e o fluxo induzido φ' surge no mesmo sentido, opondo-se à diminuição do fluxo indutor φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Respostas: a) anti-horário; b) nula; c) horário
Exercício 3:
Um condutor retilíneo e uma espira circular situam-se num mesmo plano. O condutor retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade I. Determine o sentido da corrente elétrica i induzida na espira nos casos:
a) A espira está entrando no campo: o fluxo indutor φ aumenta e o fluxo induzido φ' surge em sentido oposto, opondo-se ao aumento de φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
b) A espira desloca-se totalmente imersa no campo: Neste caso, não há variação de fluxo magnético. Portanto, a corrente induzida é nula.
c) A espira está saindo do campo: o fluxo indutor φ diminui e o fluxo induzido φ' surge no mesmo sentido, opondo-se à diminuição do fluxo indutor φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Respostas: a) anti-horário; b) nula; c) horário
Exercício 3:
Um condutor retilíneo e uma espira circular situam-se num mesmo plano. O condutor retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade I. Determine o sentido da corrente elétrica i induzida na espira nos casos:
a) I cresce com o decorrer do tempo
b) I decresce com o decorrer do tempo.
Clique para ampliar
Resolução:
a) I cresce com o decorrer do tempo. Neste caso o campo que I gera nos pontos onde está a espira também cresce com o tempo. Se B aumenta, φ aumenta e φ' surge em sentido oposto, opondo-se ao aumento do fluxo indutor φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
b) I decresce com o decorrer do tempo. Neste caso o campo que I gera nos pontos onde está a espira também decresce com o tempo. Se B diminui, φ diminui e φ' surge no mesmo sentido, opondo-se à diminuição de φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Respostas: a) anti-horário; b) horário
Exercício 4:
Uma bateria, uma bobina e uma espira circular, cujo eixo coincide com o da bobina, estão dispostos conforme mostra a figura. Determine o sentido da corrente elétrica induzida no instante em que a chave ch é fechada e no instante em que é aberta. Permanecendo a chave fechada, há corrente induzida na espira?
a) I cresce com o decorrer do tempo. Neste caso o campo que I gera nos pontos onde está a espira também cresce com o tempo. Se B aumenta, φ aumenta e φ' surge em sentido oposto, opondo-se ao aumento do fluxo indutor φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário.
b) I decresce com o decorrer do tempo. Neste caso o campo que I gera nos pontos onde está a espira também decresce com o tempo. Se B diminui, φ diminui e φ' surge no mesmo sentido, opondo-se à diminuição de φ. Pela regra da mão direita número 1, concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário.
Respostas: a) anti-horário; b) horário
Exercício 4:
Uma bateria, uma bobina e uma espira circular, cujo eixo coincide com o da bobina, estão dispostos conforme mostra a figura. Determine o sentido da corrente elétrica induzida no instante em que a chave ch é fechada e no instante em que é aberta. Permanecendo a chave fechada, há corrente induzida na espira?
Clique para ampliar
Resolução:
No instante em que a chave ch é fechada surge na espira um fluxo indutor φ. O fluxo induzido φ' surge em sentido oposto, opondo-se ao aumento de φ. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida i tem sentido horário em relação ao observador situado ao lado da bobina.
No instante em que a chave ch é aberta o fluxo indutor φ diminui até tornar-se nulo. O fluxo induzido φ' surge no mesmo sentido que φ possuía, opondo-se à diminuição de φ. Pela regra da mão direita número 1 concluímos que a corrente induzida i tem sentido anti-horário em relação ao observador situado ao lado da bobina.
No intervalo de tempo em que a chave permanece fechada: não há corrente induzida, pois o fluxo magnético não varia.
Resposta:
Em relação a um observador situado do lado da bobina:
• Instante em que a chave é fechada: horário
• Instante em que a chave é aberta: anti-horário
• No intervalo de tempo em que a chave permanece fechada: não há corrente induzida, pois o fluxo magnético não varia.
Em relação a um observador situado do lado da bobina:
• Instante em que a chave é fechada: horário
• Instante em que a chave é aberta: anti-horário
• No intervalo de tempo em que a chave permanece fechada: não há corrente induzida, pois o fluxo magnético não varia.
Nenhum comentário:
Postar um comentário