194Fsica

49 (Cefet-PR) Nafigura ao lado temosuma espira circularmetlica e um mem forma de barradeslocando-se numadireo perpendicu-lar ao plano da espira.Considere as afirma-tivas a seguir:

I. Se o m se aproxima da espira, circula na mesmauma corrente induzida no sentido anti-horrio.

II. Podemos dobrar a intensidade da corrente induzida,substituindo esta espira por uma outra nas mesmascondies, porm com fio metlico de espessura duasvezes maior.

III. O fenmeno descrito acima o da induo eletro-magntica e est presente no funcionamento dostransformadores.

Assinale:a) Se todas as afirmativas estiverem corretas.b) Se todas as afirmativas estiverem incorretas.c) Se apenas a afirmativa II estiver correta.d) Se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas.e) Se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas.

Designaremos por A e B, respectivamente, a primeira e a se-gunda bobina sobre as quais o veculo passa. Consideremosque a distncia entre elas, medida ao longo da via por onde osveculos trafegam, de 4,0 m. O grfico da figura 2 representaa medida da corrente eltrica em funo do tempo, para o parde bobinas A e B. No grfico, as linhas horizontais represen-tam as correntes eltricas atravs dessas bobinas, quando noh veculo passando sobre elas, e as linhas curvas represen-tam a variao da corrente que circula na bobina em questo,indicando que um veculo passou, naquele instante, sobre ela.a) Com base nos dados fornecidos e na figura 2, indique

qual dos veculos tem maior velocidade e calcule essavelocidade.

b) Especifique qual a transformao de energia que estenvolvida nesse processo de medio de velocidade. Jus-tifique.

c) Explique por que a corrente eltrica que flui em cadabobina se altera quando um veculo passa sobre ela.

4,0 mA

B

Corrente eltricaatravs das bobinas A e B

Dados referentesao veculo 1

Dados referentes aoveculo 2

Bobina A

Bobina B

t2 0,266 t1 0,320tempo

(em segundos)

N S

I. A corrente induzida tem um sen-tido que cria um plo que se opeao plo norte que se aproxima.(correta)

II. Se dobrarmos a espessura do fio,sua resistncia fica quatro vezesmenor e, portanto, a corrente sero qudruplo do inicial, pois

R

A

e i eR . (incorreta)

III. O fenmeno o da induo eletromagntica e est presente no fun-cionamento de transformadores. (correta)

N S

NS

i

50 (UFRR) Sabe-se que um m gera em torno de si umcampo magntico e que, por essa razo, atrai pedaos deferro, mesmo que esses no tenham magnetizao prpriaantes da aproximao.Sabe-se, ainda, que um fio percorrido por uma correnteeltrica tambm cria ao seu redor um campo magntico.Esses fatos so importantes para o entendimento de vriosdispositivos tecnolgicos de uso cotidiano. Hoje em dia, comum, por exemplo, nas cidades brasileiras, a existnciade redutores eletrnicos de velocidade (popularmente cha-mados de lombadas eletrnicas). Esses redutores socompostos de duas bobinas retangulares, enterradas nocho e a uma determinada distncia uma da outra, atra-vs das quais circulam correntes eltricas (ver figura 1).Quando um veculo (que tem em sua composio um altoteor de ferro) passa sobre cada uma das bobinas, a corren-te que nela circula se altera. Sabendo a distncia entre asbobinas bem como o intervalo de tempo entre as altera-es das correntes de cada uma, o equipamento determi-na a velocidade mdia do veculo no trecho entre elas.

a) v

st

v 4

0,320 12,51 1 1

12,5 m/s

v

st

v 4

0,2662 2 2

15 m/s

O veculo 2, portanto, tem maior velocidade.

b) A energia cintica transforma-se em energia eltrica ou magntica e,depois, em energia eltrica.cintica eltrica ou magntica eltrica

c) O princpio que explica o funcionamento da lombada eletrnica a leide Faraday.H um fluxo de campo magntico atravs da bobina, gerado pela cor-rente que por ela flui. A aproximao do material do chassi e do motordo automvel, que contm ferro, leva a uma variao desse fluxo. Talvariao induz uma fora eletromotriz na bobina que, por fazer parte deum circuito eltrico fechado, implicar na variao do valor da correnteobtida. Esta variao de corrente ento registrada pelo aparelho.

Figura 1

Figura 2

X

195Fsica

51 (UEM-PR) Considere uma espira condutora ABCD,posicionada sobre o plano xy. Um m colocado vertical-mente acima da espira, podendo deslocar-se na direo doeixo z, conforme mostrado na figura.

52 (UFSC) Em um labora-trio de Fsica experimental, umm deixado cair verticalmen-te, atravs de um solenide lon-go, feito de fio de cobre esmal-tado, tendo pequena resistnciahmica, em cujas extremidadestemos conectado um galvan-metro (G). A situao est ilus-trada na figura ao lado.(01) Parte da energia mecni-

ca do m convertida emcalor, nas espiras do sole-nide, por efeito Joule.

(02) Com o movimento do m, surge uma fora eletro-motriz induzida nas espiras do solenide e o galva-nmetro indica a passagem de corrente.

(04) Ao atravessar o solenide, o m fica sob a ao deuma fora magntica que se ope ao seu movimen-to, o que aumenta o tempo que esse m leva paraatravessar o solenide.

(08) Ao atravessar o solenide, o m fica sujeito a umafora magntica que se adiciona fora peso, dimi-nuindo o tempo que o m leva para atravessar osolenide.

(16) O sentido da corrente induzida no solenide, enquan-to o m est caindo na metade superior do solenide,tem sentido oposto ao da corrente induzida enquan-to o m est caindo na metade inferior do solenide.

(32) O galvanmetro no indica passagem de correnteno solenide durante o movimento do m em seuinterior.

(64) A presena do solenide no afeta o movimento dequeda do m.

B

C

D y

x

A

z

N

S

(01) O campo magntico estabelecido pelo m em pon-tos do interior da espira est dirigido para cima (zpositivo).

(02) Se o m estiver se aproximando da espira, o fluxomagntico dentro dessa est aumentando.

(04) Se o m estiver parado, a corrente criada na espira constante e no-nula.

(08) O campo magntico que a corrente cria no interiordo anel deve estar dirigido para cima.

(16) Se o m for afastado da espira, o campo magnticoque a corrente cria no interior do anel deve estardirigido para baixo.

(32) Se o m estiver se aproximando da espira, a corren-te induzida nessa ter o sentido ADCB.

(01) O campo magntico est dirigido para cima. (verdadeira)

N

S

N

S

N

S

S

N

i

(02) O fluxo magntico estar aumentando se o m estiver se aproxi-mando. (verdadeira)

(04) Neste caso, no haver corrente na espira. (falsa)(08) A corrente cria um campo magntico dirigido para baixo com a apro-

ximao do m, pois o sentido dessa corrente anti-horrio (regrada mo direita). (falsa)

(16) Veja item anterior. (falsa)(32) O sentido ser ADCB: (verdadeira)

Portanto: 01 02 32 35

21 40 3

2010 40030

200100 4000300

G

S

N

(01) O m caindo tem energia mecnica (cintica mais potencial). De acor-do com a lei de Lenz, a corrente induzida no solenide deve contra-riar essa aproximao. Portanto, o solenide deve exercer sobre om uma fora F

m, que deve se opor ao movimento do m que se

aproxima. Nesse caso, a parte superior do solenide um plo nor-te. A corrente induzida tem o sentido anti-horrio. Essa corrente pro-duz o efeito Joule. Desse modo, parte da energia mecnica do m(diminuem altura e velocidade) transformada em calor. (verdadeira)

(02) Veja item anterior. (verdadeira)(04) Veja item anterior. (verdadeira)(08) Veja item anterior. (falsa)(16) Quando o m est caindo na metade inferior do solenide, teremos um

plo norte se afastando do solenide. Assim, a corrente induzida inver-te o sentido de movimento, isto , passa a ser horrio. (verdadeira)

(32) Na passagem do m pelo solenide, o galvanmetro continua a indi-car passagem de corrente. (falsa)

(64) O m fica sujeito fora magntica devido presena do soleni-de. (falsa)

Portanto: 01 02 04 16 23

196Fsica

53 (UFJF-MG) Um dis-positivo usado para medirvelocidade de bicicletas composto por um pequenom preso a um dos raiosda roda e uma bobina fixano garfo.Esta ligada por fios con-dutores a um mostradorpreso ao guidom, conformerepresentado na figura. A cada giro da roda, o m passaprximo bobina, gerando um pulso de corrente que detectado e processado pelo mostrador. Assinale, entre asalternativas abaixo, a que explica a gerao deste pulso decorrente na bobina.a) A passagem do m prximo bobina produz uma varia-

o do fluxo do campo magntico na bobina que, de acor-do com a lei de Faraday-Lenz, gera o pulso de corrente.

b) Por estar em movimento circular, o m est acelera-do, emitindo raios X, que so detectados pela bobina,gerando o pulso de corrente.

c) Na passagem do m prximo bobina, devido lei deCoulomb, eltrons so emitidos pelo m e absorvidospela bobina, gerando o pulso de corrente.

d) A passagem do m prximo bobina produz uma varia-o do fluxo do campo eltrico na bobina que, de acor-do com a lei de Ampre, gera o pulso de corrente.

e) Devido lei de Ohm, a passagem do m prximo bobi-na altera sua resistncia, gerando o pulso de corrente.

(08) O mdulo de B num ponto qualquer do espao variacom o inverso da distncia do ponto ao fio.

(16) H uma fora eletromotriz induzida na espira E, lo-calizada no plano xy, devido variao do fluxo mag-ntico atravs dela.

m

bobina

mostrador

O fenmeno explicado pela lei de Faraday-Lenz que diz: ao variarmos ofluxo magntico que passa por um circuito fechado, surge uma correnteeltrica no mesmo.

54 (UFPR) Considereum fio reto e muito longo,percorrido por uma cor-rente eltrica com intensi-dade constante I, confor-me indicado na figura aolado. Com relao ao cam-po magntico B, geradopela corrente eltrica I, correto afirmar:(01) A circunferncia C no plano xz e com centro no fio

representa uma linha do campo magntico B.(02) Uma carga eltrica positiva, com velocidade v no pon-

to P, paralela ao eixo y, sofre a ao de uma fora mag-ntica com direo perpendicular direo do fio.

(04) O fluxo magntico de B atravs da espira E, localiza-da no plano xy, conforme indicado na figura, nulo.

z

C

Pq v

iy

Ex

(01) As linhas de campo criadas por um fio percorrido por uma correnteeltrica so circulares, concntricas e esto contidas num plano per-pendicular ao fio. (verdadeira)

(02) Veja o esquema:

y

x

z

v

B

Fm

(verdadeira)(04) O fluxo magntico criado pela corrente flui atravs de E. (falsa)

(08) B

2

ir

(lei de Biot e Savart) (verdadeira)(16) S haveria fem induzida na espira se o fluxo magntico variasse o

que no ocorre. (falsa)Portanto: 01 02 08 11

55 (ITA-SP) A figura mostra uma espira condutora quese desloca com velocidade constante v numa regio comcampo magntico uniforme no espao e constante no tem-po. Este campo magntico forma um ngulo com o pla-no da espira. A fora eletromotriz mxima produzida pelavariao de fluxo magntico no tempo ocorre quando:a) 0b) 30c) 45d) 60e) n.d.a.

av

Bn-perpendicularao plano daespira

Sendo o campo magntico uniforme, o movimento indicado no corres-ponde variao de fluxo de induo magntica.Portanto, a fora eletromotriz induzida nula.

X

X

197Fsica

56 (UERN) Uma espira retangular de dimenses5 cm 4 cm, encontra-se num plano perpendicular a umcampo magntico de intensidade B 8 104 T.Com base nessas informaes, pode-se afirmar que o flu-xo magntico atravs da espira igual, em 107 Wb, a:a) 34 b) 30 c) 24 d) 20 X e) 16

Temos:S 5 cm 4 cm S 20 cm2 20 104 m2Sendo 0 e B 8 104 T, vem: BS cos 8 104 20 104 cos 0123

1 16 107 Wb

57 (UFMT) Uma espira de 0,5 m2 de rea se encontracolocada perpendicularmente s linhas de um campo mag-ntico que varia entre 10 T e 4 T, num intervalo de tempode 0,5 s. Determine o valor, em volts, da fem induzida.Sendo S 0,5 m2 e 0, temos:1 B1S cos 0 1 10 0,5 1 d1 5 Wb2 B2S cos 0 2 4 0,5 1 d2 2 WbLogo, em t 0,5 s, a fem :

e

t e

(2 5)0,5

e

30,5

e 6 V

58 (Unicentro-PR) Considere umaespira condutora fechada, de rea0,5 m2, imersa em um campo magn-tico uniforme, B, de intensidade 0,1 T,conforme figura.Nessas condies, se a intensidade do campo cair a zeroem 2 segundos, o mdulo da fora eletromotriz mdiainduzida nessa espira , em volts, igual a:a) 1,2 103 c) 1,5 102 e) 7,5 102

b) 2,3 103 X d) 2,5 102

B

59 Uma bobina constituda por 120 espiras, de reainterna 1,0 102 m2. Em 0,06 s, o fluxo do campo magn-tico varia de 1 1,8 105 Wb a 2 2,4 105 Wb.a) Calcule o valor da tenso induzida.b) Se a resistncia de cada espira 0,1 , calcule a cor-

rente induzida.a) A fem induzida dada por:

e

t e

(2,4 ,8) 100,06

5

1

e

0,06 10 5 4 2,

e 70 105 Ve 7,0 104 V

Como N 120 espiras, obtemos: e 8,4 102 V.

b) e Ri i eR

i ,0 100,1

4

7

i 7,0 103 Ai 7,0 mA

O fluxo magntico atravs da bobina :1 B1S cos 0 1 0,1 0,5 1

1 5 102 WbSendo 2 0 em t 2 s, a fem ser:

e

t e

(0 5 10 )2

2

e 2,5 102 V

60 (UEM-PR) Uma espira condutora, mostrada na fi-gura, est penetrando em uma regio onde existe um cam-po magntico B 0,5 T, perpendicular, e entrando no pla-no, com velocidade constante v 10 m/s, passando su-cessivamente pelas posies (1), (2) e (3).

B (entrando)

(1) (2)v v v

(3)

10 cm

20 cm

(01) Quando a espira est passando pela posio (1), ofluxo magntico atravs dela est aumentando.

(02) Quando a espira est passando pela posio (2), ofluxo magntico atravs dela de 1,0 102 T m2.

(04) A fem induzida na espira, na posio (2), de 0,5 V.(08) O sentido da corrente induzida na espira o mesmo,

tanto na posio (1) como na posio (3).(16) Se a espira tem resistncia de 2,0 , a corrente in-

duzida na espira de 0,25 A, na posio (1).(32) Na posio (3), a corrente induzida possui sentido

anti-horrio.

(01) Sendo BS cos , se a rea S aumenta ao passar da posio 1para 2, o fluxo est aumentando. (verdadeira)

(02) Determinando o fluxo magntico: BS cos 5 101 2 102 1 102 T m2 (verdadeira)

(04) No h fem induzida, pois no h variao no fluxo magntico. (falsa)(08) O sentido da corrente induzida tende sempre a se opor variao do

fluxo que lhe deu origem. (falsa)(16) Na posio, podemos calcular a fem induzida:

e B v e 0,1 0,5 10 0,5 VU Ri 0,5 2 i i 0,25 A (verdadeira)

(32) O sentido horrio nesta posio. (falsa)Portanto: 01 02 16 19

198Fsica

61 (UFBA) O dispositivo representado na figura cons-titudo por uma espira retangular rgida, de rea A, quefica imersa no campo magntico B, produzido pelo m.Considere a polia maior girando no sentido indicado, comvelocidade angular constante .

62 (UFG) Considere uma regio do espao em que aintensidade do campo magntico esteja variando em fun-o do tempo, como mostrado no grfico. Uma espira derea A 8,0 cm2 e resistncia R 5,0 m colocadanessa regio, de tal maneira que as linhas de campo sejamnormais ao plano dessa espira.

63 (UFU-MG) Duas espiras circulares, de raios r 0,01 me R 1,0 m, tm o centro comum e esto situadas no mes-mo plano, como mostra a figura. Pela espira maior passauma corrente i que varia com o tempo de acordo com ogrfico. Admitida que o campo magntico produzido atra-vs da rea da espira menor seja praticamente uniforme. Sea resistncia da espira menor de 0,1 , pede-se:Dados: 0 4 107 T m/A; 2 10

Npoliamaior

polia menor

eixo

S

B

Com base nessas informaes e na anlise da figura, pode-se concluir:(01) O eixo acoplado polia menor se movimenta com

freqncia f 2

.

(02) A espira realiza, num intervalo de tempo t, um n-

mero de voltas n t

2

.

(04) A espira atravessada por um fluxo magntico B A cos , em que o ngulo entre a direode B e a normal ao plano da espira.

(08) A espira percorrida por uma corrente induzida nosentido horrio, ao passar pela posio indicada.

(16) Os fios de ligao so percorridos por uma correntealternada, que mantm a lmpada acesa.

(32) O dispositivo funciona como um motor eltrico, con-vertendo energia eltrica em energia cintica.

(01) 2 f f

2

(verdadeira)

(02)

1 volta T 2

voltas t n

t2

n

(verdadeira)

(04) O fluxo dado por B A cos , onde o ngulo formado porB e n. (verdadeira)

(08) A corrente apresenta sentido horrio, de forma a criar um campo mag-ntico que se ope variao de campo gerada. (verdadeira)

(16) Como o fluxo magntico varia com o tempo, geramos periodicamentevalores positivos e negativos da fem, que lana ao circuito, uma cor-rente alternada. (verdadeira)

(32) A energia eltrica proveniente do fenmeno de induo convertidaem energia cintica. (verdadeira)

Portanto: 01 02 04 08 16 32 63

a) Determine o fluxo magntico atravs da espira, em fun-o do tempo.

b) Calcule a corrente induzida na espira.

0

1

2

3

10 20 30

B (T)

t (s)

Do grfico, temos: S 8 cm2 8 104 m2 e R 5 m 5 103 a) Como o grfico uma reta, temos:

tg 330

110

B(t) B 1

10 t B(t) 1

10 t0

Logo: BS cos 1

10 t 10 cos 04 8

8 105 tb) Do grfico, temos:

i 0f BS cos f 3 8 104 30 f 0,072 WbLogo: f i 0,072 WbA fora eletromotriz induzida :

e

t e

0,07230

e 0,0024 2,4 103 V

Portanto, a corrente induzida igual a:e Ri 2,4 103 5 103i i 0,48 A

0

r

iR

i (A)

t (s)0

1

0 2 4 6 8

199Fsica

64 (UFV-MG) A figura a seguir ilustra uma barra decobre que se move para baixo, aps ter alcanado uma ve-locidade constante de mdulo v, cujas extremidades estoem permanente contato com um suporte metlico, o qual,por sua vez, est ligado a um resistor de resistncia R. Con-siderando que o sistema se encontra na presena de umcampo magntico uniforme, com o sentido indicado nafigura, e desprezando quaisquer tipos de atritos e a resis-tncia eltrica da barra de cobre e do suporte, responda:a) Qual o sentido da corrente na barra de cobre?b) Qual a expresso da fem induzida em termos dos

parmetros fornecidos?

a) O fluxo magntico atravs da rea limitada pela espiramenor durante o intervalo de tempo entre t 2 s et 4 s.

b) O grfico da corrente induzida na espira menor no in-tervalo entre t 0 s e t 8 s.

c) O sentido da corrente induzida nos intervalos de tem-po dados (0 a 2 s; 2 s a 4 s; 4 s a 8 s).

a) Para o intervalo de tempo 2 s a 4 s, temos i 1 A; logo:

B

2

iR B

4 102

11

2 10 T7

7

0

BS cos , onde S R2 S (102)2 104 m2 2 107 104 1 22 1011 2 1010 Wb

b) Determinando a fem induzida:

de 0 a 2 s: e

t

(2 10 0)2 0

10 V1

1

0 0

de 2 s a 4 s: e

t

(2 10 2 10 )4 2

0 V1 1

0 0

de 4 s a 8 s: e

t

(0 2 10 )8 4

0,5 10 V1

10

0

Determinando a corrente induzida:de 0 a 2 s: e Ri 1010 101i i 1 109 Ade 2 s a 4 s: e Ri 0 101i i 0de 4 s a 8 s: e Ri 0,5 1010 101i i 0,5 109 A

tempo (s) corrente (A) campo mag. (T) fluxo mag. (Wb)0 0 0 02 1 2 107 2 1010

4 1 2 107 2 1010

8 0 0 0

R

barra decobre

L

B

v

c) Determine a potncia dissipada no resistor em termosdos parmetros fornecidos.

d) Calcule o mdulo da fora exercida na barra pelo cam-po magntico, em termos dos parmetros fornecidosno problema.

a) As foras na barra so:

i

Fm B

A corrente tem o sentido da esquerda para a direita.b) e BLvc) Sabemos que e Ri. Logo:

Pd Ri2 P R eRd

2

P R e

Rd2

2

P e

Rd2

P (BLvRd

2

)

P B L vRd

2 2 2

d) Fm BiL

F B eR Lm

F B BLvR Lm

F B L v

Rm2 2

65 (UERJ) Um motorista, que viaja sozinho, d a par-tida no carro para iniciar sua viagem. O sistema de igni-o do carro possui um conjunto de velas ligadas aos ter-minais de uma bobina de 30 000 espiras circulares. O di-metro mdio das espiras igual a 4 cm. Este sistema, quan-do acionado, produz uma variao do campo magntico,B, de 103 T/s na bobina, sendo o campo B perpendicularao plano das espiras.Estabelea o mdulo da tenso resultante entre os termi-nais da bobina quando o sistema de ignio acionado.

e N

t e N S B

t e N R B

t2

e 30 000

(2 10 101

2 2 3 )

e 12 000 e 12 000 3,14e 37 680 Ve 37,7 kV

8 t (s)

i (A) 109

0,52

0 4

1

c) O sentido da corrente eltrica ser tal que seus efeitos tendem semprea se opor variao do fluxo que lhe deu origem, logo:de 0 a 2 s sentido horriode 2 s a 4 s no h corrente eltricade 4 s a 8 s sentido anti-horrio

200Fsica

66 (ITA-SP) Uma barra metlica de comprimentoL 50,0 cm faz contato com um circuito, fechando-o. Area do circuito perpendicular ao campo de induo mag-ntica uniforme B. A resistncia do circuito R 3,00 ,sendo de 3,75 103 N a intensidade da fora constante apli-cada barra, para mant-la em movimento uniforme comvelocidade v 2,00 m/s. Nessas condies, o mdulo de B :a) 0,300 T c) 0,200 T e) 0,100 Tb) 0,225 T X d) 0,150 T

67 (UFSC) Duas espiras, uma retangular e outra cir-cular, so colocadas prximas a um fio retilneo percor-rido por uma corrente constante I, como se mostra nafigura abaixo. As espiras so submetidas s foras F1 e F2de maneira a se deslocarem com uma mesma velocidadev, constante, que as afasta do fio. A rea da espira retangu-lar o dobro da rea da espira circular.

B B B

F1 F2

I

(04) O sentido da corrente induzida na espira circular horrio e na espira retangular anti-horrio.

(08) Quanto maior a velocidade com que as espiras se afas-tam do fio, maiores so as correntes induzidas nasespiras.

(16) Parte do traballho realizado pelas foras F1 e F2 transformado em calor por efeito Joule nas espiras.

(32) As espiras tm reas diferentes, porm tm a mesmavelocidade; assim, o valor da corrente induzida omesmo nas duas espiras e, como ambas se afastamdo fio, o sentido das correntes induzidas o mesmo,ou seja, sentido horrio.

(64) Como a rea da espira retangular o dobro da reada espira circular, a corrente induzida na espira re-tangular maior do que a corrente induzida na espiracircular.

(01) As espiras se deslocam no campo B; logo, ocorre variao do fluxoatravs delas e, portanto, correntes induzidas. (falsa)

(02) Em ambas as espiras se estabelece uma corrente com a variao dofluxo magntico. (verdadeira)

(04)campo para

foracampo para

dentroi

i

(verdadeira)(08) A fem dada por: e vB . (verdadeira)(16) Parte do trabalho transformado em calor. (verdadeira)(32) Como BS cos e as reas das espiras so diferentes, a variao

do fluxo magntico em cada espira ser diferente. Assim, o valor dacorrente induzida em cada espira tambm ser diferente. (falsa)

(64) BS cos ; e

t

. Logo, maior rea S implica maior fluxo e,

portanto, maior corrente e. (verdadeira)Portanto: 02 04 08 16 64 94

O movimento da barra metlica ir provocar uma variao do fluxo mag-ntico que produzir nas extremidades da barra uma fora eletromotrizinduzida (E) dada por:E Bv Usando a lei de Ohm, temos:

i ER

De e , vem:

i B v

R

A intensidade da fora constante aplicada barra deve ser igual intensi-dade da fora magntica atuante e esta ser dada por:F

mag Bi sen onde 90 (ngulo formado entre B e i)Assim:

Fmag Bi

F B B vRmag

F B vRmag

2 2

3,75 10

B (0,5) 23

32 2

B 0,15 T

vB LR

(01) Como a corrente no fio permanece constante, noocorre variao do fluxo magntico atravs dasespiras e, portanto, nenhuma corrente induzida nasmesmas.

(02) Como o fluxo magntico varia atravs da rea dasespiras, uma corrente induzida se estabelece em am-bas as espiras.

68 (UFPR) Sabe-se que em um transformador no h,necessariamente, ligao eltrica entre o condutor doenrolamento primrio e o do secundrio. Entretanto, aenergia eltrica transmitida do primrio para o secun-drio. A partir destes fatos e dos conhecimentos sobreeletromagnetismo, correto afirmar:(01) A corrente eltrica do enrolamento secundrio no

influi no funcionamento do primrio.(02) O transformador s funciona com corrente eltrica

varivel.(04) a variao do fluxo do campo magntico nos enrola-

mentos que permite a transmisso da energia eltrica.(08) A diferena de potencial nos terminais do enrolamen-

to secundrio sempre menor que a diferena depotencial nos terminais do primrio.

201Fsica

(16) A corrente eltrica sempre a mesma nos enrola-mentos primrio e secundrio.

69 (UFBA) Numa usina hidreltrica, a energia da que-da-dgua transformada em energia cintica de rotaonuma turbina, em seguida em energia eltrica, numalternador, e finalmente distribuda atravs de cabos dealta-tenso.Os princpios fsicos envolvidos na produo e distribui-o de energia permitem afirmar:(01) A queda-dgua provoca uma perda de energia po-

tencial gravitacional e um ganho de energia cinticade translao.

(02) A energia cintica de rotao da turbina parcial-mente transformada em energia eltrica, usando-se,para essa transformao, o fenmeno de induo ele-tromagntica.

(04) A resistncia eltrica de um cabo de transmisso di-retamente proporcional ao seu comprimento e inver-samente proporcional sua rea de seco transversal.

(08) Os transformadores situados na usina tm, para efei-to da distribuio de energia em cabos de alta-ten-so, menor nmero de espiras na bobina primriado que na bobina secundria.

(16) Os transformadores convertem corrente alternadaem corrente contnua e vice-versa.

(32) A perda de energia eltrica, num cabo de transmisso, diretamente proporcional sua resistncia e inversa-mente proporcional corrente eltrica que o percorre.

70 (UFRN) A maioria das mquinas que utilizamos paraampliar nosso conforto ambiental, bem como facilitar a exe-cuo de certas tarefas, funcionam tendo como base trans-formaes de energia. Esses equipamentos revelam um cer-to grau de conexo entre diferentes reas da Fsica. Numlaboratrio de pesquisa de materiais, por exemplo, um tipode aquecedor, utilizado para realizar tratamento trmico decertas amostras, tem como base de funcionamento a trans-formao de energia eltrica em energia trmica. A estrutu-ra esquematizada na figura a seguir um aparato comumenteutilizado em feiras de cincia, para mostrar o processo detransformao de energia eltrica em energia trmica.

(01) Sendo

ii

NN

p

s

p

s

, a corrente eltrica no secundrio influi no funcio-

namento do primrio. (falsa)(02) O transformador s funciona com corrente eltrica alternada. (ver-

dadeira)(04) Seu funcionamento baseia-se na criao de uma corrente induzida,

devido variao do fluxo magntico. (verdadeira)(08) As tenses de entrada e de sada so proporcionais ao nmero de

espiras de cada uma das bobinas:

UU

NN

p

s

p

s

. (falsa)

(16) As potncias so iguais: Upip Usis (falsa)Portanto: 02 04 06

(01) A diminuio da altura e conseqente reduo na energia potencial convertida em energia cintica. (verdadeira)

(02) No fenmeno da induo magntica transformamos energia cinticaem energia eltrica. (verdadeira)

(04) A resistncia eltrica diretamente proporcional ao comprimento docondutor e inversamente proporcional rea da seco transversal

do mesmo

R S

. (verdadeira)

(08) Como a inteno elevar a tenso, devemos ter o nmero de espirasno primrio em nmero menor que o do secundrio. (verdadeira)

(16) Os transformadores so dispositivos capazes de aumentar (elevar)ou diminuir (rebaixar) uma diferena de potencial. (falsa)

(32) A potncia dissipada por um cabo de transmisso diretamente pro-porcional resistncia e ao quadrado da corrente eltrica que o per-corre.E P t E Ri2 t (falsa)

Portanto: 01 02 04 08 15

a) Essa experincia mostra o princpio de funcionamento de um forno deinduo, utilizado para fundir peas metlicas, graas s correntes deFoucault. Essas correntes se formam no condutor (ncleo de ferro), oque provoca o seu aquecimento, pois opem-se ao movimento que asproduz. No recipiente metlico (tambm condutor) surgiro as mesmascorrentes de Foucault, o que provocar o seu aquecimento e, por con-seqncia, o aquecimento da gua.

b) Numa transformao termodinmica, uma parte da energia aprovei-tada e outra dissipada. A energia da gua dissipada em forma decalor desorganizada e intil. A entropia mede a degradao da ener-gia organizada para uma energia desorganizada. Nesse caso, o pro-cesso irreversvel; logo, a entropia aumenta.

Na figura, esto apresentados os elementos constitutivosde um equipamento improvisado, quais sejam:

I. uma bobina de fio de cobre esmaltado, que ser per-corrido por uma corrente alternada

II. um ncleo macio de ferro, capaz de preencher o in-terior da bobina

III. um recipiente de cobre (de forma circular) com umcabo isolante feito de madeira. Esse recipiente no en-tra em contato com o ncleo de ferro e capaz de ar-mazenar, por exemplo, pequena quantidade de lquido

Para realizarmos uma demonstrao simples do funciona-mento desse tipo de aquecedor, coloca-se gua no recipien-te circular de cobre e, aps a ligao da bobina a uma fontede corrente alternada, verifica-se que, se esperarmos o temponecessrio, a gua se aquece, ferve e evapora-se completa-mente. Diante do exposto, atenda s solicitaes abaixo.a) Explique, fundamentando em leis fsicas, o processo de

funcionamento do aquecedor, a partir do instante emque a bobina foi ligada fonte de corrente at a gua seaquecer.

b) Explique o que ocorre com a entropia da gua que es-tava no recipiente e que foi totalmente evaporada. Dsua resposta utilizando a noo de ordem (desordem)normalmente associada grandeza fsica entropia.

recipiente de cobre

terminais deligao

da bobina

ncleode ferro

cabo de madeira

bobina