Fisica3 (Eletromagnetismo)

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250 CAPÍTULO 30
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Como no Capítulo 23, dà é um vetor de módulo dA perpendicular a um elemen
de área dA.
Como um caso especial da Eq. 30-1 , suponha que a espira seja plana e que
campo magnético seja perpendicular ao plano da espira. Nesse caso, podemos escrever
o produto escalar da Eq. 30-1 como B dA cos Oº = B dA . Se, além disso.
campo magnético for uniforme, podemos colocar B do lado de fora do sinal de integral.
Nesse caso, a integral se reduz a J dA , que é simplesmente a área da espira.
Assim, a Eq. 30-1 se torna
<P 11 = BA (B .l área A, B uniforme). (30-2
De acordo com as Eqs. 30-1 e 30-2, a unidade de fluxo magnético é o tesla-metro
quadrado, que recebe o nome de weber (Wb):
1 weber = 1 Wb = 1 T·m 2 . (30-:'
Usando a definição de fluxo magnético, podemos enunciar a lei de Faraday de
um modo mais rigoroso:
O módulo da força eletromotriz"& induzida em uma espira condutora é igual à taxa de
variação com o tempo do flu xo magnético c]:> 8 que atravessa a espira.
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Como vamos ver na próxima seção, a força eletromotriz induzida "& se opõe à variação
do fluxo, de modo que, matematicamente, a lei de Faraday pode ser escri
na forma
"& =
d<Pn
---
dt
(lei de Faraday) , (30-4)
onde o sinal negativo indica a oposição a que nos referimos. O sinal negativo da
Eq. 30-4 é frequentemente omitido, já que, em muitos casos, estamos interessado
apenas no valor absoluto da força eletromotriz induzida.
Se o flu xo magnético através de uma bobina de N espiras sofre uma variação.
uma força eletromotriz é induzida em cada espira e a força eletromotriz total é a soma
dessas forças eletromot:rizes. Se as espiras da bobina estão muito próximas (ou sej a.
se temos um enrolamento compacto), o mesmo fluxo magnético <1> 8 atravessa todas
as espiras e a força eletromotriz total induzida na bobina é dada por
"& = - Nd<P!! (bobina de N espiras) . (30-.-
dt
Existem três formas de mudar o fluxo magnético que atravessa uma bobina:
1. Mudar o módulo B do campo magnético.
2. Mudar a área total da bobina ou a parte da área atravessada pelo campo magnético
(aumentando ou diminuindo o tamanho da bobina no primeiro caso e colocando uma
parte maior ou menor da bobina na região onde existe o campo no segundo caso).
3. Mudar o ângulo entre a direção do campo magnético B e o plano da bobina (fazendo
girar a bobina, por exemplo).
- TESTE 1
O gráfico mostra o módulo B(t) de um campo magnético
uniforme que atravessa uma bobina condutora,
com a direção do campo perpendicular ao plano
da bobina. Coloque as cinco regiões do gráfico na
ordem do valor absoluto da força eletromotriz induzida
da bobina, começando pelo maior.
B
1~
a b d e