Ano 2023#eletromagnetismo#inducao-eletromagnetica#espira#ima#lei-de-faraday

Sobre o tema

A indução eletromagnética, descrita pela Lei de Faraday e pela Lei de Lenz, é um fenômeno fundamental onde a variação do fluxo magnético através de um circuito gera uma força eletromotriz induzida. Quando um ímã se move próximo a uma espira condutora, a corrente induzida depende da taxa de variação do fluxo e do sentido do movimento. O estudo desse efeito é crucial para compreender geradores, transformadores e sensores. Nesta questão do ITA, um ímã percorre trajetórias retilíneas (AB e A'B') passando pelo centro de uma espira, analisando-se o comportamento da corrente induzida. A convenção de sinais e a geometria do sistema influenciam a interpretação dos resultados, exigindo aplicação direta das leis do eletromagnetismo.

Tópicos relacionados

  • Lei de Faraday da indução
  • Lei de Lenz e sentido da corrente
  • Fluxo magnético através de uma espira
  • Movimento de ímã e corrente induzida
  • Análise de picos de corrente

Enunciado

Considere um arranjo experimental em que um ima pode se movimentar ao longo das retas $AB$ ou $A'B'$, sempre com velocidade constante ($v \ll c$). Uma espira retangular de auto-indutancia desprezivel e posicionada perpendicularmente a $AB$. Pelo centro da espira, o ponto $P$, passam as retas $AB$ e $A'B'$. A corrente eletrica na espira, observada desde a perspectiva de um observador no ponto $A$, e positiva, por convencao, se estiver no sentido horario. O polo norte do ima sempre aponta ou para $A$ ou para $A'$.

I. Quando o ima se desloca de $A$ para $P$, a corrente na espira e negativa.

II. No momento em que o centro do ima passa pelo ponto $P$, a corrente na espira e zero.

III. Durante a passagem do ima de $A$ para $B$, havera dois picos de corrente medidos.

IV. Quando o ima passa por $A'B'$, a corrente maxima na espira e maior do que a corrente maxima quando o ima passa por $AB$.

Das afirmacoes I a IV, estao corretas

Alternativas

  • A)

    apenas I, III.

  • B)

    apenas II, III.

  • C)

    todas.

  • D)

    apenas III.

  • E)

    apenas I.

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Perguntas frequentes

O que determina o sentido da corrente induzida em uma espira?

Pela Lei de Lenz, a corrente induzida cria um campo magnético que se opõe à variação do fluxo magnético que a gerou.

Por que a corrente induzida é nula quando o centro do ímã passa pelo centro da espira?

Nesse instante, a taxa de variação do fluxo magnético é zero, pois o fluxo atinge um valor máximo (ou mínimo), resultando em força eletromotriz nula.

Como a orientação do movimento do ímã afeta a corrente induzida?

A orientação altera a componente do campo magnético perpendicular à espira, modificando a intensidade e a taxa de variação do fluxo, e consequentemente a corrente induzida.

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