CAPÍTULO

XX EELLEETTRROOMMAAGGNNEETTIISSMMOO

As usinas hidrelétricas aproveitam o desnível existente em um rio para que a água faça girar enormes

turbinas e, assim, “gerar” a energia elétrica - essencial ao nosso cotidiano. Essas usinas transformam a

energia mecânica do curso d’água em energia elétrica, conforme discutiremos neste capítulo.

AUTORES

Clóvis Souza Nascimento

Danilo Leal Raul

Emanuel Gabriel dos Santos

Fábio Silva Lopes

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Sumário

Capa.......................................................................................................... ................................1

Sumário....................................................................................................... ..............................2

Um pouco de história. ..............................................................................................................3

Indução eletromagnética I. ......................................................................................................5

Fluxo magnético. ....................................................................................................... ..............8

Indução eletromagnética.II ......................................................................................................9

Atividade experimental. ....................................................................................................... ..10

Relatório. ....................................................................................................... .........................11

Sentido da corrente. ...............................................................................................................12

Lei de Faraday-Neumann. ......................................................................................................12

Corrente de Foucault. ....................................................................................................... ......13

Aplicações da indução eletromagnética. ................................................................................14

Exercícios. ...............................................................................................................................16

Referência bibliográfica ..........................................................................................................19

Paginas na internet.................................................................................................................19

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Um Pouco de História

A história da indução eletro-

magnética, descoberta por Michael Faraday no século XIX, é um exemplo de trabalho que oferece aos estudantes uma concepção realista do processo de desenvolvimento da Ciência. A aplicação dessa ciência exemplifica uma ferramenta útil para o diálogo com o mundo e com a sua possível transformação. Essa lei não foi descoberta por acaso ou por um lampejo de idéias surgidas da mente de um cientista brilhante, mas, sim, fruto de muitos esforços, leituras e estudos aplicados.

Quando Faraday nasceu em 22 de Setembro de 1791 em Newington Butts, Surrey, seus pais, James Faraday, que trabalhava como ferreiro, e Margaret Hastwell já tinham dois filhos: Elizabeth e Robert. Aos cinco anos, numa época em que a Inglaterra sofria conseqüências da Revolução Francesa, a família mudou-se para Londres.

Foram tempos difíceis e Faraday não teve acesso a uma formação básica de qualidade. Somente aos 13 anos, traba-lhando como ajudante de encadernação em uma livraria, Faraday teve contato com os livros. Foi dessa forma que ele melhorou a sua formação, lendo com afinco e grande interesse todos os livros que podia. Em 1812, por intermédio de um cliente da

livraria, Faraday assistiu a uma série de quatro conferências do químico Humphry Davy, na Royal Institution. Fez anotações detalhadas dessas conferências e as enviou para Davy pedindo um emprego em qualquer função relacionada à Ciência. No ano seguinte, aos 22 anos, Faraday tornou-se auxiliar de laboratório de Humphry Davy.

Nos anos que se sucedem, Faraday esteve voltado para os trabalhos que Davy desenvolvia em seu laboratório, um dos mais bem equipados da Inglaterra, direcionados à área de Química. Nesse período, através das viagens que fazia com Davy, Faraday manteve contatos com cientistas de diferentes áreas e pode, então, aprender a ver os problemas e questões do momento por uma perspectiva científica. Foi trabalhando com Davy que Faraday adquiriu um enorme traquejo experimental.

Só a partir da divulgação dos trabalhos de Christian Orsted sobre o eletromagnetismo, em 1820, foi que Faraday, paralelamente as suas funções no laboratório já como substituto de Davy na superintendência do órgão, começou a executar trabalhos independentes. Até 1830 os principais trabalhos divulgados por Faraday foram sobre Química e foi só em 1831, já com a descoberta da indução eletromagnética, que ele iniciou um período, no qual, se envolveu cada vez mais com pesquisas físicas sem nunca abandonar, no entanto, a Química.

Na primeira fase dos seus trabalhos voltados para a física, Faraday se dedicou a analisar os trabalhos científicos já produzidos nessa área e a reproduzir os diversos experimentos já elaborados por outros cientistas, onde pode observar resultados estranhos que o levou a fazer novas investigações. Na primeira expe-riência, Faraday trabalhou a ideia, que hoje sabemos ser equivocada, de que um fio conduzindo corrente elétrica deveria atrair ou repelir os pólos magnéticos de uma

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agulha imantada. O ponto mais importante dessas investigações foi que, ao repetir os experimentos, Faraday se convenceu de que, ao invés de sofrer atração ou repulsão, o pólo magnético da agulha tende a girar em torno do fio condutor. A partir de então, Faraday realizou vários experimentos para aprofundar o entendimento do fenômeno apresentado. No primeiro experimento ele produziu a rotação de um fio condutor ao redor de um imã e no segundo, ele conseguiu fazer o pólo girar ao redor do fio. Nos dois primeiros experimentos ele verificou que invertendo o sentido da corrente elétrica o sentido de rotação era invertido.

Após um período se defendendo de apropriação indevida das idéias de Wollaston sobre a rotação eletromagnética, Faraday trabalhou em mais vinte e quatro experimentos sobre rotação de fios ou imãs sobre seus próprios eixos.

Nas suas primeiras tentativas de influenciar a intensidade de correntes elétricas através de imãs Faraday não obteve sucesso. Com esses resultados negativos ele se sentiu desmotivado em prosseguir nas pesquisas naquele momento. Foi quando, em 1831, com o início de uma nova fase de pesquisas sobre eletro-magnetismo, Faraday encontrou o que parecia ter buscado desde o final de 1825, a indução eletromagnética.

Nesse experimento, que o levou a descoberta da indução eletromagnética, Faraday construiu um anel de ferro, no qual, várias espiras de fios foram enroladas ao redor de uma das metades do anel. Faraday denominou esse lado de A. No outro lado do anel, separados por um intervalo, os fios foram enrolados em dois pedaços, mantendo a direção das primeiras espiras. Este lado foi chamado de B. Faraday uniu os

dois enrolamentos do lado B e ligou as suas extremidades por um fio de cobre posicionando-o sobre uma agulha mag-nética Dessa forma, ao conectar o enrolamento do lado A em uma bateria, esperava um o movimento da agulha sob o fio do lado B indicando que a corrente circulante no enrolamento A induziria uma corrente no lado B. O efeito foi observado, porém, a agulha só indicava a passagem da corrente no lado B no momento imediato em que o lado A era conectado ou desconectado da bateria. Quando a corrente estava fluindo continuamente no lado A nada ocorria no lado B. Faraday fez novos experimentos com arranjos diferentes sempre observando o mesmo resultado. Em um desses momentos, Faraday percebeu que metais em movimento eram magnéticos embora não o fossem quando em repouso. Essa percepção o motivou em suas atividades e se refletiu nos próximos experimentos. Em um deles, sem uso de nenhuma bateria, Faraday obteve corrente elétrica induzida pela ação de um imã permanente que produzia uma rápida variação magnética sobre o anel com as bobinas de fio. Agora já sabedor que uma corrente elétrica poderia ser produzida sob a influência do efeito produzido por outra corrente ou sob a variação brusca da ação magnética, Faraday realizou em 17 de Outubro de 1831 o seu experimento mais conhecido: a indução de uma corrente pela movimentação de uma barra magnética dentro de uma bobina. Com esse experimento, o princípio que o movimento de um imã gera uma corrente elétrica em um condutor foi comprovado. O trabalho realizado por Faraday complementou a descoberta do eletromagnetismo por Orsted e ofereceu a base necessária para o desenvolvimento de novas pesquisas.

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IINNDDUUÇÇÃÃOO EELLEETTRROOMMAAGGNNÉÉTTIICCAA II

É inegável a contribuição da corrente

elétrica para o desenvolvimento tecnológico

que tanto contribui para o conforto do

homem, seja nos momentos de

entretenimento, ou no desempenho das

suas atividades do dia a dia. Sabemos que

qualquer aparelho que apresenta um cabo

com um plug na sua extremidade, necessita

ser ligado a uma rede elétrica para seu

funcionamento. Mas, qual é o processo de

produção da energia elétrica que a torna

disponível em uma tomada e que permite o

funcionamento de um aparelho ao ser

plugado a uma tomada elétrica?

Para entendermos esse processo

vamos abordar um tema do

eletromagnetismo que foi denominado por

indução eletromagnética. Opostamente ao

fenômeno que ocorre no motor, presente

na maioria dos aparelhos que apresentam

movimento de rotação de um eixo a partir

da passagem de uma corrente elétrica por

uma bobina submetida a um campo

magnético, a indução eletromagnética

corresponde ao surgimento de uma

corrente elétrica em um material condutor

quando este está submetido à ação de um

fluxo magnético, cuja intensidade varia no

tempo. É exatamente o entendimento desse

conceito que deu origem ao

desenvolvimento dos recursos tecnológicos

que temos disponíveis nos dias de hoje

facilitando as nossas tarefas diárias.

Tudo começou no início do século

XIX, quando o físico inglês Michael Faraday

percebeu que, em uma região do espaço, na

qual há um campo magnético variando no

tempo, um campo elétrico é gerado. Se

nessa região for colocado um circuito

elétrico, uma corrente elétrica é nele

induzida devido a tensão elétrica induzida

(força eletromotriz).

Mesmo não havendo circuito

elétrico, a lei de Faraday prevê a indução de

um campo elétrico nessa região. A

expressão matemática, comprovada

experimentalmente, que representa o

conteúdo exposto anteriormente, é dada

por: t

B

. O sinal negativo dessa

expressão corresponde ao fato de que o

fluxo da variação temporal do campo

magnético criado pela corrente induzida se

opõe ao fluxo da variação temporal do

campo magnético que a originou (Lei de

Lenz). A comprovação experimental é

observada ao aproximarmos um imã de

uma bobina variando a velocidade de

aproximação e verificando a variação da

intensidade da corrente elétrica detectada

por um galvanômetro ligado em série com a

bobina.

Para entendermos melhor o

fenômeno da indução eletromagnética,

observamos na figura abaixo que,

dependendo da posição da bobina em

relação à direção das linhas do campo

magnético, o fluxo magnético varia através

da superfície.

O fluxo magnético de um campo

magnético através de uma espira de área A

é dado por cos..AB , onde α é o

ângulo entre o campo

B e o vetor

n ,

normal à superfície da espira. Na figura A,

como o ângulo α=0°, temos um fluxo

magnético máximo. Na figura C, temos o

ângulo α=90° e, portanto, um fluxo

magnético nulo. A unidade de fluxo

magnético no SI é 2.mT , que recebe o nome

de weber (Wb) em homenagem ao físico

alemão Wilhelm Weber (1804-1891).

Temos a seguir o esquema de um

alternador, no qual, a bobina que está

imersa em um campo magnético está

acoplada a um eixo que gira ao ser acionado

pelo motor. Nessa aplicação, devido a

variação do fluxo que flui pela área da

bobina como mostrado acima, temos o

surgimento de uma tensão cujo sentido se

alterna a cada ciclo de rotação da bobina.

As escovas e os anéis onde a tensão

alternada é disponibilizada é denominado

por coletor.

Se, na figura acima, substituirmos o par de anéis por um anel dividido em dois

setores, podemos obter uma corrente contínua de intensidade variável - que é chamada

corrente pulsante. A figura abaixo ilustra o comutador e a respectiva forma de onda da

corrente obtida.

Em uma usina hidrelétrica, onde a

energia potencial de um grande volume de

água represada em uma enorme área é

transformada em energia elétrica através de

um processo que tem como princípio básico

a aplicação da Lei de Faraday, quem se

movimenta são os eletroímãs acoplados ao

eixo (rotor) da turbina que, posicionada

bem abaixo do nível da água gira ao sofrer a

ação da água direcionada para as suas pás.

O movimento desse eletroímã faz com que

os enrolamentos presentes na parte fixa

(estator) fiquem imersos em um fluxo

magnético variável fazendo surgir uma

tensão eficaz da ordem de 15000V que,

para sua transmissão é elevada por uma

subestação elevadora para tensões com

cerca de 300000 V eficazes. Ao longo da

linha transmissora a tensão vai sendo

derivada para subestações abaixadoras que

disponibiliza a tensão conforme as

necessidades dos consumidores. Para

consumidores residenciais a subestação

reduz a tensão para 127V e 220V.

Outro gerador de corrente elétrica

que apresenta o mesmo princípio de

funcionamento e, para nós, é muito mais

palpável que o sistema gerador de uma

usina hidrelétrica, é o dínamo de bicicleta.

Assim como nas usinas hidrelétricas, o

dínamo apresenta uma parte fixa,

constituída por enrolamentos, onde a

corrente vai ser gerada. Na parte móvel que

é acoplada ao eixo da roda da bicicleta

encontra-se o elemento que cria o campo

magnético. Esse elemento, que corresponde

a um imã permanente, ao ser girado faz

com que o fluxo magnético que passa pelas

bobinas do estator varie induzindo uma

tensão elétrica que, ligada ao circuito da

lâmpada da bicicleta, produz uma corrente

mantendo a lâmpada acesa enquanto o

ciclista tiver forças para acionar o pedal da

sua “magrela”.

FFLLUUXXOO MMAAGGNNÉÉTTIICCOO

Fluxo magnético através de uma espira de área A imersa num campo magnético uniforme de indução B é, por definição:

onde θ é o ângulo entre o vetor B e a normal n à espira. A unidade de fluxo no SI é o weber (símbolo Wb). Se a espira estiver inclinada em relação ao vetor B (caso a), ela será atravessada por um número de linhas de indução menor do que aquele que a atravessa quando ela é perpendicular a B (caso b), sendo o fluxo conseqüentemente menor. Quando a espira for paralela ao campo, não será atravessada por linhas de indução e o fluxo será nulo (caso c).

Por isso, podemos interpretar o fluxo magnético Φ como sendo a grandeza que mede o número de linhas de indução que atravessam a superfície da espira.

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IINNDDUUÇÇÃÃOO EELLEETTRROOMMAAGGNNÉÉTTIICCAA IIII

Toda vez que o fluxo magnético através de um circuito varia com o tempo, surge, no circuito, uma f.e.m. induzida.

MANEIRAS DE SE VARIAR O FLUXO MAGNÉTICO

• Variando B: basta aproximar ou afastar um ímã ou um solenóide de uma espira (I) ou mantendo-se o solenóide fixo, varia-se a resistência do reostato e consequentemente varia o campo magnético que ele gera (II).

• Variando o ângulo θ: basta girar a espira (III)

• Variando a área A: (IV) e (V)

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AATTIIVVIIDDAADDEE EEXXPPEERRIIMMEENNTTAALL

Geração de Energia Elétrica

Observe o material que está sobre a bancada: tubo de PVC, bobina, LED's, parafuso e imãs

Coloque o tubo na posição vertical. Pegue o prego com os imãs e solte-o no início do tubo, para que

caia por dentro dele, da maneira descrita no esquema abaixo:

Descreva o que acontece. Vire o tubo de cabeça para baixo e repita o procedimento. Descreva o que

acontece.

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RREELLAATTÓÓRRIIOO

Geração de Energia Elétrica

1. O que acontece quando você solta o imã dentro do tubo?

2. Com base nos fenômenos eletromagnéticos estudados, explique por quê as lâmpadas

acendem.

3. As “lâmpadas” utilizadas são LED’s, dispositivos que permitem a passagem da corrente

elétrica apenas em um sentido, que pode ser identificado por um chanfro (peça ajuda ao

professor para a localização). Verifique como os LED’s estão ligados à bobina e explique

porque o LED que acende muda quando o tubo é invertido.

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SSEENNTTIIDDOO DDAA CCOORRRREENNTTEE IINNDDUUZZIIDDAA -- LLEEII DDEE LLEENNZZ A lei de Lenz permite determinar o sentido da corrente elétrica induzida: o sentido da corrente elétrica induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem. Na figura a, consideramos como circuito induzido uma espira ligada a um amperímetro de zero central. Enquanto o pólo norte do ímã se aproxima da espira, a corrente induzida tem um sentido tal que origina, na face da espira voltada para o

ímã, um pólo norte. Esse pólo opõe-se à aproximação do ímã e, portanto, à variação do fluxo magnético, que é a causa da fem induzida. Ao se afastar o ímã, a corrente induzida origina, na face da espira voltada para o ímã, um pólo sul, que se opõe ao afastamento do ímã (figura b). Na figura a, em relação ao observador O, a corrente induzida tem sentido anti-horário e, na figura b, horário.

LLEEII DDEE FFAARRAADDAAYY--NNEEUUMMAANNNN A lei de Faraday-Neumann permite determinar a fem induzida: a fem induzida média em uma espira é igual ao quociente da variação do fluxo magnético pelo intervalo de tempo em que ocorre, com sinal trocado:

Para um condutor retilíneo deslizando com velocidade v sobre um condutor dobrado em forma de U e imerso

num campo magnético uniforme de indução B, a fem induzida é dada por:

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CCOORRRREENNTTEESS DDEE FFOOUUCCAAUULLTT Estudamos a indução

eletromagnética que se processa num condutor em forma de fio, colocado num campo magnético, mas também existe indução eletromagnética num bloco metálico sujeito a fluxo magnético variável. Suponhamos, por exemplo, que um bloco de ferro seja colocado com a face plana ABCD perpendicular a um campo magnético

variável. Sendo S a área dessa face, ela é

atravessada por um fluxo . Se o

campo for variável, então o fluxo será variável. Neste caso, o bloco de ferro sofrerá indução eletromagnética e aparecerão nele correntes elétricas induzidas circulares, situadas em planos

perpendiculares à indução magnética , isto é, planos paralelos a ABCD.

Chamam-se corrente de Foucault a essas correntes que aparecem por indução em blocos metálicos. Pode-se demonstrar que a energia perdida num bloco metálico por causa das correntes de Foucault é proporcional ao quadrado da espessura BC do bloco. Para diminuir essa perda nós laminamos o bloco, isto é, em vez de fazermos um bloco metálico maciço, juntamos um grande número de lâminas finas, como indica a figura 1-b.

Para diminuir as perdas de energia por correntes de Foucault, as partes de ferro das máquinas elétricas são sempre laminadas, e nunca são blocos maciços. Assim são os núcleos de ferro dos transformadores. A figura 2 é fotografia de um aparelho simples para demonstrar a existência das correntes de Foucault. Os dois fios que entram pela esquerda transportam corrente elétrica de um acumulador para a bobina que se vê em

posição horizontal. Essa bobina produz um campo magnético perpendicular ao disco metálico. Os dois fios que saem pela direita estão ligados ao disco e vão ter a um galvanômetro. Girando-se o disco, há variação do fluxo magnético que o atravessa, pois suas partes entram e saem do campo à medida que ele gira. Então o galvanômetro acusa a passagem de uma corrente pelo disco.

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AAPPLLIICCAAÇÇÕÕEESS DDAA IINNDDUUÇÇÃÃOO EELLEETTRROOMMAAGGNNÉÉTTIICCAA

Microfone

O microfone de indução é constituído por um imã permanente fixo, uma bobina móvel envolvendo o imã e uma membrana protegida por uma tela. A bobina que é solidária a membrana vibra quando as ondas sonoras que chegam ao microfone faz a membrana vibrar. Assim, ao movimentar-se no interior do campo magnético gerado pelo imã fixo, tensão elétrica é induzida na bobina móvel. Dessa forma, temos a transformação dos sons pelo microfone em variações de tensão elétrica na bobina móvel.

Normalmente, essa tensão induzida é muito pequena e deve ser amplificada para posterior uso.

Alto-Falante

O alto-falante ligado ao microfone converte as variações de tensão elétrica em sons. Ele é também constituído de um imã permanente fixo e de uma bobina móvel que envolve o imã. A bobina está ligada a um cone de papelão. Quando a corrente elétrica proveniente do microfone atravessa a bobina ela fica sob a ação do campo magnético originado pelo imã fixo. Assim, forças magnéticas agem sobre a bobina movimentando-a. O movimento da bobina implica na vibração do cone. O ar junto ao cone também vibra reproduzindo o som captado pelo microfone.

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Cartões Magnéticos

Os cartões magnéticos possuem uma tarja magnética em um dos seus lados constituída por minúsculas partículas magnetizáveis distribuídas numa sequência de regiões magnetizadas e não magnetizadas. Essa sequência constitui um código binário que fornece todas as informações pessoais do portador do cartão. O leitor desse cartão é constituído de uma bobina enrolada num núcleo de ferro. Quando o cartão é inserido pelo usuário em um terminal de um caixa eletrônico, uma corrente elétrica variável é induzida na bobina. Esses sinais elétricos são recebidos por um computador que decodifica as informações existentes no cartão.

Detectores de Metais

O detector de metais é um aparelho que verifica se uma pessoa transporta objetos de metal, junto ao corpo ou na bagagem. Costuma ser utilizado em aeroportos, bancos e outras instituições, como medida de segurança, para evitar a entrada de armas. Para encontrar objetos metálicos submersos ou enterrados também se empregam detetores de metais. Em indústrias de processamento de alimentos, em moinhos na produção de carvão, nas fábricas de celulose, esses detetores são utilizados para remover fragmentos metálicos. O princípio de funcionamento de um detetor, qualquer que seja o seu tipo, baseia-se na indução eletromagnética. O aparelho consta de uma bobina que, ao ser percorrida por corrente elétrica, gera um campo magnético no seu núcleo de ferro. Quando um objeto metálico se aproxima, a variação do fluxo magnético induz correntes de Foucault nesse objeto. Sendo variáveis, essas correntes produzem campos magnéticos variáveis que induzem novas correntes na bobina, modificando a intensidade da corrente original. A variação da intensidade de corrente é detectada por um amperímetro que aciona um alarme sonoro e um sinal luminoso, indicando a presença do objeto.

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EEXXEERRCCÍÍCCIIOOSS

1. (GREF) Se deslocarmos um ímã permanente

na direção de um solenóide, como indica a

figura (a), o ponteiro de um galvanômetro

ligado ao circuito se moverá no sentido

indicado.

a) Como se explica o movimento do ponteiro do

galvanômetro associado ao solenóide?

b) Indique, nas situações das figuras (b), (c) e

(d), o que acontece com o ponteiro do

galvanômetro e o sentido da corrente no fio do

solenóide.

2. (GREF) Quando empurramos um ímã na

direção de uma espira (figura a), o agente que

causa o movimento do ímã sofrerá sempre a

ação de uma força resistente, o que o obrigará à

realização de um trabalho a fim de conseguir

efetuar o movimento desejado.

a) Explique o aparecimento dessa força

resistente.

b) Se cortarmos a espira como mostra a figura

(b), será necessário realizar trabalho para

movimentar o ímã?

3. (UFPR) Desde que Orsted descobriu que uma corrente elétrica era capaz de produzir um campo magnético, surgiu entre os cientistas o interesse em demonstrar se poderia ocorrer o efeito inverso, ou seja, se um campo magnético seria capaz de produzir corrente elétrica. Um estudo sistemático desse problema foi realizado

por Faraday em 1831 e resultou na formulação da lei da indução eletromagnética. Em seus trabalhos experimentais, Faraday utilizou ímãs, pedaços de fio e bobinas. A demonstração e o entendimento desse fenômeno possibi-litou a construção dos primeiros dínamos e também o desenvolvimento de inúmeros aparelhos elétricos e eletrônicos até os dias de hoje. A figura abaixo ilustra uma montagem que permite estudar o fenômeno da indução eletromagnética. Nela, uma haste metálica h de 40 cm de comprimento desliza sem atrito, com velocidade constante de 2,5 m/s, sobre dois trilhos condutores. A extremidade esquerda de cada um desses trilhos está ligada a um resistor R com resistência 4 mΩ. Considere que a haste e os trilhos têm resistência elétrica desprezível, e que o campo magnético B tem módulo 1,5 mT. Calcule o módulo da diferença de potencial aplicada aos terminais do resistor R devido à indução de força eletromotriz no circuito.

4. Um condutor AB de resistência elétrica 0,50 Ω pode deslizar livremente sobre um fio condutor ideal dobrado em U e imerso num campo magnético uniforme de indução B, perpendicular ao plano do circuito, conforme a figura. B tem intensidade 0,20 T. Um agente externo puxa AB com velocidade constante v, induzindo uma corrente elétrica de 2,0 A. Determine:

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a) o sentido da corrente elétrica induzida; b) o módulo da velocidade v.

5. (Inatel-MG) Quando o fio móvel da figura abaixo é deslocado para a direita, aparece no circuito uma corrente induzida i no sentido mostrado. O campo magnético existente na região A: a) aponta para dentro do papel. b) aponta para fora do papel. c) aponta para a esquerda. d) aponta para a direita. e) é nulo.

6. (UFV-MG) A figura abaixo ilustra uma espira retangular, de lados a e b, área A e resistência elétrica R, movendo-se no plano desta página. Após atingir a interface com a região II, a espira passará a mover-se nessa nova região, agora sujeita a um campo magnético B, uniforme e perpendicular ao plano da página. A velocidade V da espira é mantida constante ao longo de toda a sua trajetória.

7. (UFV-MG) Com uma bobina, fios condutores, uma lâmpada e um ímã, é possível elaborar uma montagem para acender a lâmpada. Pede-se: a) traçar o esquema da montagem; b) explicar seu princípio de funcionamento.

8. (UFG-GO) Um ímã permanente realiza um movimento periódico para frente e para trás, ao longo do eixo de um solenóide, como mostra a figura abaixo.

Esse movimento produz: a) uma corrente induzida no fio que tem sentido anti-horário para um observador no ímã. b) um fluxo estacionário de campo magnético através das espiras. c) uma corrente contínua no fio que causa dissipação de energia por efeito Joule. d) uma repulsão entre o solenóide e o ímã, quando eles se aproximam, e atração, quando eles se afastam. e) uma força eletromotriz que independe da freqüência de oscilação do ímã. 9. (Unifesp) O biomagnetismo é um campo de pesquisa que trata da medição dos campos magnéticos gerados por seres vivos, com o objetivo de obter informações que ajudem a entender sistemas biofísicos, a realizar diagnósticos clínicos e a criar novas terapias, com grandes possibilidades de aplicação em Medicina. Os campos magnéticos gerados pelos órgãos do corpo humano são muito tênues — da ordem de 10-15 a 10-9 tesla — e, para a sua medição,

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necessitam-se de equipamentos capazes de detectá-los de forma seletiva, devido à interferência de outros campos magnéticos, inclusive o terrestre, milhares de vezes mais intenso. A figura mostra duas espiras paralelas e de mesmo raio, que compõem um gradiômetro magnético, dispositivo capaz de detectar seletivamente campos magnéticos, e um ímã em forma de barra, que se move perpendicularmente aos planos das espiras, afastando-se delas, numa direção que passa pelo centro das espiras.

Segundo a lei de Lenz, pode-se afirmar que as correntes elétricas induzidas em cada espira, no instante mostrado na figura: a) somam-se, resultando em corrente elétrica de 1 para 2. b) somam-se, resultando em corrente elétrica de 2 para 1. c) subtraem-se, resultando em corrente elétrica de 1 para 2. d) subtraem-se, resultando em corrente elétrica de 2 para 1.

e) anulam-se, não interferindo na medição de outros campos.

10. (UFRGS-RS) A figura abaixo representa uma espira condutora quadrada, inicialmente em repouso no plano da página. Na mesma região, existe um campo magnético uniforme, de intensidade B, perpendicular ao plano da página.

Considere as seguintes situações. I. A espira se mantém em repouso e a intensidade do campo magnético varia no tempo. II. A espira se mantém em repouso e a intensidade do campo magnético permanece constante no tempo. III. A espira passa a girar em torno do eixo OO’ e a intensidade do campo magnético permanece constante no tempo. Em quais dessas situações ocorre indução de corrente elétrica na espira? a) apenas em I b) apenas em II c) apenas em III d) apenas em I e III e) em I, II e III

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

1. Ramalho, Nicolau, Toledo; Fundamentos da Física, Volume 3, Nona Edição, Editora Moderna; Eletricidade, Introdução à Física Moderna e Análise Dimensional.

2. Halliday, D,; Resnick, R. Física 3. Ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos. 3. GREF, EDUSP Física 3 eletromagnetismo GREF, EDUSP 4. SAAD, F. D. Explorando fenômenos da eletricidade e do eletromagnetismo. Curso de

capacitação de professores 2011.

PÁGINAS NA INTERNET

http://www.stevespanglerscience.com/

http://www.arvindguptatoys.com/toys.html

http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/

http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/inducao/

http://fap.if.usp.br/~lumini/f_bativ/f1exper/magnet/induc_re.htm

http://ifuspescola.blogspot.com/search?updated-min=2011-01-01T00%3A00%3A00-

08%3A00&updated-max=2012-01-01T00%3A00%3A00-08%3A00&max-results=5