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Questão 21
Um gerador eletromagnético é constituído por uma espira com seção reta e área S, que gira com velocidade
angular ω no interior de um campo magnético uniforme de intensidade B. À medida que a espira gira, o fluxo
magnético ⌽ que a atravessa varia segundo a expressão ⌽(t) = B ⋅ S ⋅ cosωt onde t é o tempo, produzindo uma
força eletromotriz nos terminais do gerador eletromagnético, cujo sentido inverte-se em função do giro da
espira. Assim, a corrente no resistor R, cujo sentido inverte a cada meia volta, é denominada corrente alternada.
espira
retangular
eixo
sentido do
movimento
ímã
i
ímã
→
B
i
i
i
R
10 cm2,
Considere a espira com seção reta de
girando à razão de 20 voltas por segundo, no interior de um
campo magnético de intensidade igual a 2 ⋅ 10–5 T.
Trace o gráfico do fluxo magnético ⌽(t) que atravessa a espira em função do tempo, durante um período (T)
T T 3T
indicando os valores do fluxo magnético nos instantes , ,
e T.
4 2 4
Resolução
• Cálculo da velocidade angular
␻ = 2πf = 2π20 = 40π rad/s
• Cálculo da área de recolhimento
S = 10 ⋅ 10–4 m2 = 1,0 ⋅ 10–3 m2
• Cálculo do período
1
1
T=
=
= 0,05 s
f
20
• Cálculo do fluxo
⌽t = 2 ⋅ 10–5 ⋅ 10–3 ⋅ cos(40π)t = 2 ⋅ 10–8 ⋅ cos(40π)t
• Tabela
• Gráfico
0
⌽(wb)
2 ⋅ 10–8
T
4
1,25 ⋅ 10–2
0
T
2
2,5 ⋅ 10–2
–2 ⋅ 10–8
t(s)
3T
3,75 ⋅ 10–2
4
T
5 ⋅ 10–2
Φ(wb)
2 ⋅ 10–8
0
0
2 ⋅ 10–8
–2 ⋅ 10–8
T
4
T
2
3T
4
T