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Cálculo da força eletromotriz

Vejamos a figura acima. Nela há um condutor reto que se move com certa velocidade no interior de um campo magnético uniforme de indução B, originado pelo ímã em forma de U. Como podemos ver, o campo gerado pelo ímã é uniforme e perpendicular ao plano do fio.

Como os elétrons acompanham o movimento do condutor reto, eles ficam sujeitos à força magnética cujo sentido é determinado pela regra da mão direita ou regra do tapa. Elétrons livres movem-se para a extremidade inferior do condutor da figura; de forma que a outra extremidade fica positiva.

As cargas dos extremos dão origem a um campo elétrico E e os elétrons ficam sujeitos, também, a uma força elétrica de sentido contrário ao sentido da força magnética. Quando essas duas forças se equilibram, estabelece-se uma diferença de potencial entre os extremos do fio. A ddp estabelecida entre as extremidades do condutor corresponde à força eletromotriz que, nesse caso, é denominada força eletromotriz induzida.

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Fechando-se o circuito, surge uma corrente elétrica em consequência da ddp entre os extremos do condutor móvel, que atravessa o campo magnético uniforme B. A corrente elétrica que surge recebe o nome de corrente elétrica induzida.

Condutor móvel fechando o circuito junto a um condutor fixo

Veja como podemos obter o valor dessa força eletromotriz.

- a diferença de potencial (U) é dada por:

U=E .d

- na situação de equilíbrio, temos:

Fmag=Fel  como:

Fmag=B.q.v  e  Fel=q.E

Temos:

Sendo assim, podemos escrever:

ε=B.L.v

Condutor movendo-se no interior de um campo magnético uniforme B originado por um ímã em forma de U
Condutor movendo-se no interior de um campo magnético uniforme B originado por um ímã em forma de U
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

Quando um corpo condutor em formato de barra move-se sobre trilhos condutores e na presença de um campo magnético externo, uma força eletromotriz (ddp) é induzida sobre os seus extremos. Assinale a alternativa correta em relação a esse potencial elétrico induzido:

a) A força eletromotriz é inversamente proporcional ao comprimento da barra.

b) A força eletromotriz induzida é nula, pois não haverá corrente elétrica na barra.

c) A força eletromotriz induzida é proporcional ao comprimento da barra metálica, bem como ao módulo do campo magnético externo e à velocidade da barra em relação a esse campo magnético.

d) A força eletromotriz induzida não depende da velocidade da barra em relação ao campo magnético.

e) O campo magnético não interfere no módulo da força eletromotriz induzida.

Questão 2

Uma barra metálica condutora de 25 cm de comprimento é movida sobre trilhos condutores a uma velocidade de 36 km/h. Sendo 10-5 T o módulo do campo magnético externo, a força eletromotriz induzida sobre a barra, em Volts (V), equivale a:

a) 2,5.10-5 V

b) 0,25.10-5 V

c) 25.10-5 V

d) 2.10-5 V

e) 5.10-5 V

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