Ano 2022#eletromagnetismo#inducao

Sobre o tema

A indução eletromagnética é um fenômeno fundamental onde um campo magnético variável no tempo gera uma força eletromotriz (fem) em um circuito. Em solenoides coaxiais, a corrente alternada no solenoide externo produz um campo magnético variável que induz uma fem no solenoide interno. Este conceito é essencial para transformadores e geradores. A fem induzida depende da taxa de variação da corrente, do número de espiras e da área da seção transversal do solenoide interno.

Tópicos relacionados

  • Lei de Faraday-Lenz
  • Indutância mútua entre solenoides
  • Campo magnético de um solenoide
  • Força eletromotriz induzida
  • Circuitos de corrente alternada

Enunciado

Considere um solenoide muito longo com n1 voltas por unidade de comprimento e raio a. Situado no interior do solenoide, ha um segundo solenoide com n2 voltas por unidade de comprimento e raio b < a. Uma corrente i1 = I0cos(omegat) flui no solenoide externo. Determine a forca eletromotriz (fem) induzida por unidade de comprimento no solenoide interno.

Alternativas

  • A)

    mu_0 pi b^2 n1 n2 I0 omega sen(omegat)

  • B)

    mu_0 pi a^2 n1 n2 I0 omega sen(omegat)

  • C)

    mu_0 pi b^2 n1 n2 I0 cos(omega*t)

  • D)

    mu_0 2pi b n1 n2 I0 omega sen(omegat)

  • E)

    mu_0 pi a^2 n1 n2 I0 cos(omega*t)

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Perguntas frequentes

O que é a lei de Faraday-Lenz?

A lei de Faraday afirma que a fem induzida em um circuito é igual à taxa de variação do fluxo magnético através dele. O sinal negativo (lei de Lenz) indica que a fem se opõe à variação do fluxo.

Como calcular o campo magnético de um solenoide longo?

Para um solenoide ideal com n espiras por metro percorrido por corrente I, o campo no interior é uniforme e dado por B = μ₀ n I, onde μ₀ é a permeabilidade do vácuo.

O que é indutância mútua?

Indutância mútua M entre duas bobinas é a constante que relaciona a corrente em uma bobina ao fluxo magnético na outra: Φ₂ = M I₁. A fem induzida é ε = -M dI₁/dt.

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