Uma bobina quadrada de 2cm de lado composta por 100 espiras está posicionada perpendicularmente a um campo magnético uniforme de 2,0 T. Ela é retirada, em um movimento perpendicular ao campo magnético, para uma região em que não há campo magnético. Para que a tensão induzida na bobina seja de 0,8 V, a bobina deve ser retirada para a região sem a presença do campo magnético em um tempo de
- A)0,10 s.
Correta, porque a aplicação da Lei de Faraday dá tempo de 0,10 s.
- B)0,15 s.
Errada, porque 0,15 s geraria uma tensão menor que 0,8 V.
- C)0,20 s.
Errada, porque 0,20 s reduziria ainda mais a tensão induzida.
- D)0,25 s.
Errada, porque 0,25 s não corresponde à variação de fluxo necessária.
- E)0,30 s.
Errada, porque 0,30 s produz uma tensão ainda menor do que a pedida.
Gabarito: A
Aqui a ideia é a Lei de Faraday: a tensão induzida aparece quando o fluxo magnético varia. Em termos simples, quanto mais rápido o campo “some” da bobina, maior a tensão gerada. Como a bobina é retirada de uma região com campo para uma região sem campo, o fluxo cai de um valor inicial para zero. A bobina é quadrada, com lado de 2 cm, então a área dela é 0,02 x 0,02 = 4,0 x 10^-4 m². Como ela está perpendicular ao campo, o fluxo inicial por espira é máximo: Φ = B.A = 2,0 x 4,0 x 10^-4 = 8,0 x 10^-4 Wb. Como são 100 espiras, a variação total de fluxo ligado à bobina é 100 x 8,0 x 10^-4 = 0,08 Wb. Pela fórmula da FEM induzida, |ε| = Δ(NΦ)/Δt, então 0,8 = 0,08/t. Daí, t = 0,10 s. Ou seja: a bobina precisa sair do campo em 0,10 s para gerar 0,8 V. É o tipo de conta em que a banca gosta de testar se você lembra de duas coisas ao mesmo tempo: fluxo máximo pela orientação e multiplicação pelo número de espiras.