Uma bobina quadrada de 2 cm de lado composta por 40 espiras está posicionada perpendicularmente a um campo magnético uniforme de 2,5 T. Ela é retirada com um movimento de 0,2 s perpendicularmente ao campo, para uma região sem magnetismo. A tensão induzida na bobina neste processo, em volts, é igual a
- A)0,1.
Errada, porque o valor da tensão induzida fica abaixo de 0,1 V apenas se você esquecer o número de espiras ou errar a área da bobina.
- B)0,2.
Certa, pois a variação total de fluxo na bobina dividida pelo tempo de retirada resulta em 0,2 V.
- C)0,3.
Errada, pois esse valor superestima a indução e normalmente aparece quando se calcula algo intermediário e não a fem final.
- D)0,4.
Errada, porque dobra aproximadamente o valor correto, como se houvesse um erro na aplicação de N ou de Δt.
- E)0,5.
Errada, pois é maior do que a tensão obtida ao aplicar corretamente a lei de Faraday ao problema.
Gabarito: B
Aqui a ideia central é a lei de Faraday: quando o fluxo magnético muda, surge uma tensão induzida. Em linguagem simples, se a bobina sai de uma região com campo magnético e vai para uma região sem campo, o fluxo cai de um valor para zero, e isso gera uma fem induzida. A fórmula é ε = N·ΔΦ/Δt, em que N é o número de espiras. Vamos aos dados da questão. A bobina é quadrada, com lado de 2 cm, então a área de cada espira é A = (0,02)^2 = 4,0 × 10^-4 m². Como ela está perpendicular ao campo, o fluxo inicial por espira é Φ = B·A = 2,5 × 4,0 × 10^-4 = 1,0 × 10^-3 Wb. Ao sair para a região sem magnetismo, o fluxo final vira zero, então a variação de fluxo por espira é 1,0 × 10^-3 Wb. Agora entra o detalhe que muita gente esquece: são 40 espiras, então a variação total de enlace é 40 × 1,0 × 10^-3 = 4,0 × 10^-2 Wb. Dividindo pelo tempo de 0,2 s, temos ε = 0,04 / 0,2 = 0,2 V. Portanto, o gabarito é a alternativa B. Repare que não tem mistério de vestibular ninja aqui: é só Faraday com área, número de espiras e tempo. Se você calcula o fluxo por espira corretamente e depois multiplica por N, a conta fecha direitinho.