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Questão 89 (CFS 2) da EEAR 2018

CFS 2 · Física: Indução eletromagnética e transformadores

– Uma espira retangular de 10 cm x 20 cm foi posicionada e mantida imóvel de forma que um campo magnético uniforme, de intensidade \text{B}=100\text{ T}, ficasse normal à área interna da espira, conforme figura a seguir. Neste caso, o valor da Força Eletromotriz Induzida nos terminais A e B da espira vale _____ V.

Espira condutora retangular de 10 cm por 20 cm com terminais A e B, disposta perpendicularmente a linhas de campo magnético uniforme indicado pelo vetor B com seta para a direita.

  1. A
    0,00
  2. B
    0,02
  3. C
    0,20
  4. D
    2,00
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Resolução comentada

Pela Lei de Faraday, a força eletromotriz induzida depende da variação do fluxo magnético no tempo:

\varepsilon = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}

O fluxo é \Phi = B\cdot A\cdot\cos\theta. Aqui o campo é normal à área da espira, então \cos\theta = 1.

  1. Área da espira: A = 0{,}10\ \text{m}\times 0{,}20\ \text{m} = 0{,}02\ \text{m}^2.
  2. Fluxo: \Phi = 100\times 0{,}02 = 2\ \text{Wb}.
  3. Mas o enunciado diz que a espira foi mantida imóvel e o campo é uniforme e de intensidade constante (100\ \text{T}). Logo, nada muda: nem B, nem A, nem o ângulo.
  4. Fluxo constante: \Delta\Phi = 0, então \varepsilon = 0.

O fluxo existe e vale 2\ \text{Wb}, mas fluxo grande não gera tensão; só a sua variação gera. Sem variação, não há corrente induzida nem força eletromotriz nos terminais A e B.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa D engana: o fluxo vale 2 Wb, mas como não varia no tempo a fem é nula.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BUsa só a área (0{,}02\ \text{m}^2) como se fosse a fem, ignorando B e a necessidade de variação.
  • CValor sem sentido físico; não decorre de nenhuma combinação correta de B e A.
  • DCalcula o fluxo (2\ \text{Wb}) e o confunde com a fem, esquecendo que a fem depende da variação do fluxo.

Assunto: Indução eletromagnética e transformadores.

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Fonte: EEAR 2018 · CFS 2. Prova oficial ↗