Fluxo Magnético – Indução Eletromagnética – Sentido da corrente elétrica induzida

Fluxo Magnético

Definição de fluxo magnético

Define-se fluxo magnético, representado pela pela letra Φ (fi), como sendo o produto entre o vetor indução magnética, a área S da espira e o cosseno do ângulo α formado entre e , ou seja:

Indução eletromagnética

O fenômeno da indução eletromagnética foi descoberto por Faraday em 1831, quando observou que um campo magnético pode induzir um campo elétrico, ou seja, demonstrou que, aproximando e afastando um imã de uma espira de fio condutor conectada a um galvanômetro (dispositivo que indica pequenas correntes), durante o movimento do imã o galvanômetro detectava o aparecimento de uma corrente elétrica no fio, e quando o imã parava, essa corrente elétrica cessava.

A partir do fenômeno da indução eletromagnética foram construídos geradores de energia elétrica

através das usinas hidrelétricas, termoelétricas ou nucleares que giram turbinas as quais movem gigantescos imãs e bobinas.

Entendendo o fenômeno da Indução Eletromagnética

Para que você entenda o fenômeno da indução eletromagnética, considere uma única espira e um imã permanente. Quando você aproxima o imã da espira, o número de linhas de indução do imã que penetram na espira (fluxo magnético) aumenta, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida num determinado sentido.

Quando você afasta o imã da espira, o número de linhas de indução do imã (fluxo magnético) que penetram na espira diminui, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida com sentido oposto ao anterior.

Com o imã imóvel, o número de linhas de indução que penetram na espira (fluxo magnético) não muda, não existindo corrente elétrica induzida.

Você obteria o mesmo resultado acima, mantendo o imã fixo e movendo a espira ou movendo os dois, pois não importa quem se movimente, mas que haja variação de fluxo magnético através da espira, o que só ocorre se a velocidade relativa entre eles for diferente de zero.

O mesmo será válido se, em vez de uma espira você tivesse um solenoide (várias espiras circulares de mesmo raio, concêntricas e interligadas)

Lembre-se de que o fluxo magnético deve aumentar ou diminuir de intensidade de forma perpendicular ao fio α = 0^o (todas as linhas de fluxo atravessem a espira), do contrário, com α = 90^o onde nenhuma corrente elétrica será induzida (fluxo magnético no interior da espira é nulo).

Leis qualitativas sobre a indução eletromagnética

Toda corrente elétrica induzida é originada devido a uma variação do fluxo magnético de indução.

Não há corrente induzida se não houver variação do fluxo magnético de indução.

Pela expressão Φ = B.S.cosα o fluxo magnético pode variar por uma variação da área S da superfície, ou por uma variação do campo magnético ou por uma variação da superfície da espira no interior do campo magnético. Este último processo ocorre quando se:

a) varia o ângulo α girando a espira e variando assim sua posição, obtendo um gerador mecânico de energia elétrica (como nas usinas hidrelétricas, termelétricas e nucleares).

Observe nas figuras abaixo que à medida que a espira gira, a quantidade de linhas de indução

magnética (fluxo magnético) que a atravessa também varia, fazendo surgir na espira uma corrente elétrica induzida, acendendo a lâmpada.

Assim, o ângulo α entre e , num ciclo, varia entre 0^o e 360^o, assumindo os valores máximo,

mínimo e nulo, conforme indicam as figuras e o gráfico.

b) varia o fluxo magnético variando a área da espira, conforme a figura onde se tem um condutor

Lei de Lenz

A lei de Lenz se refere ao sentido da corrente elétrica induzida afirmando que a corrente elétrica induzida, sempre tem sentido oposto as linhas do campo magnético indutor:

“O sentido da corrente elétrica induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que lhe deu origem”

Exemplos, que permitem calcular o sentido da corrente elétrica induzida através da aplicação da lei de Lenz:

O polo norte do imã se afasta da espira ou do solenoide

Sabendo que a face esquerda da espira é um polo sul (onde chegam as linhas de indução) e a face direita é um polo norte (de onde saem as linhas de indução), aplica-se a regra da mão direita (polegar no sentido da corrente e a “fechada” da mão passando por dentro da espira, fornece o sentido das linhas de indução).

Assim, para que a face esquerda da espira seja um polo sul e a direita um polo norte, a corrente elétrica induzida deve ter o sentido da figura.

Se o módulo do fluxo magnético estiver aumentando

Nesse caso, pela lei de Lenz, deve surgir um fluxo magnético que se oponha a esse aumento de fluxo, ou seja, deve surgir um fluxo magnético que esteja saindo da folha.

Com saindo da folha, usando a regra da mão direita, o sentido da corrente elétrica induzida está indicado nas figuras acima.

Se o módulo do fluxo magnético estiver diminuindo

Nesse caso, pela lei de Lenz, deve surgir um fluxo magnético que se oponha a essa diminuição de fluxo, ou seja, deve surgir um fluxo magnético que esteja entrando na folha.

Com entrando da folha, usando a regra da mão direita, o sentido da corrente elétrica induzida está indicado nas figuras acima.

O que você deve saber, informações e dicas

Leis qualitativas sobre a indução eletromagnética

Toda corrente elétrica induzida é originada devido a uma variação do fluxo magnético de indução.

Não há corrente induzida se não houver variação do fluxo magnético de indução

Quando uma espira está girando no interior de um campo magnético uniforme (gerador de corrente

alternada) o ângulo α entre e , num ciclo, varia entre 0^o e 360^o, assumindo os valores máximo, mínimo e nulo, conforme indicam as figuras e o gráfico acima..

Leia atentamente os quatro exemplos da teoria sobre a lei de Lenz na obtenção do sentido da corrente elétrica induzida.

Uma espira retangular condutora passa com velocidade constante entre os polos de um ímã, conforme a figura (I). A variação da intensidade i da corrente elétrica com o tempo t, enquanto a espira atravessa o espaço entre os polos do ímã está indicado na figura (II).

Ela começa a penetrar no campo magnético até penetrar totalmente, com o fluxo magnético aumentando (entre t₁e t₂, corrente num sentido).

Totalmente dentro do campo magnético não há variação de fluxo (entre t₂ e t₃, corrente nula). ---Começa a sair do campo magnético até sair totalmente, com o fluxo magnético diminuindo (entre t₃ e t₄, corrente em outro sentido).

A figura mostra um imã caindo dentro de um tubo preso a um suporte.

Suponha que o imã que está descendo tenha o polo Sul (cor preta) na extremidade inferior e o polo Norte (cor vermelha) na extremidade superior e, nele estão esquematizadas as linhas do campo magnético que saem do polo Norte e chegam ao polo Sul (figura 1).

Vamos considerar o tubo como sendo metálico, caso contrário não haverá indução eletromagnética.

Enquanto o imã desce, o fluxo do campo magnético é aumentado na região (a) próxima ao polo Sul

do imã, surgindo aí uma corrente elétrica induzida que origina um campo magnético e consequentemente um imã com pólo Sul na parte superior que se opõe à descida do imã (figura 2).

Da mesma maneira, enquanto o imã desce, o fluxo do campo magnético é diminuído na região (a) próxima ao polo Norte do imã, surgindo aí uma corrente elétrica induzida que origina um campo magnético e consequentemente um imã com polo Sul na parte inferior que se opõe à descida do imã (figura 3) --- assim, são originados no tubo metálico dois imãs cujos pólos se opõe à descida do imã, dificultando sua queda (figura 4) e todo o fenômeno descrito é explicado pela lei de Lenz.

Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre

Fluxo Magnético – Indução Eletromagnética – Sentido da corrente elétrica induzida

01-(FATEC-SP) Em qualquer tempo da história da Física, cientistas buscaram unificar algumas teorias e áreas de atuação. Hans Christian Oersted, físico dinamarquês, conseguiu prever a existência de ligação entre duas áreas da física, ao formular a tese de que quando duas cargas elétricas estão em movimento, manifesta-se entre elas, além da força eletrostática, uma outra força, denominada força magnética.

Este feito levou a física a uma nova área de conhecimento denominada:

a) eletricidade.

b) magnetostática.

c) eletroeletrônica.

d) eletromagnetismo.

e) indução eletromagnética.

02- (FUVEST- SP) Um imã preso a um carrinho desloca-se com velocidade constante ao longo de um trilho horizontal. Envolvendo o trilho há uma espira metálica, como mostra a figura.

Pode-se afirmar que, na espira, a corrente elétrica:

a) é sempre nula;

b) existe somente quando o imã se aproxima da esfera;

c) existe somente quando o imã está dentro da espira;

d) existe somente quando imã se afasta da espira;

e) existe quando o imã se aproxima ou se afasta da espira.

03-(UFAC) A figura mostra um imã e um anel metálico. O eixo do imã (eixo x) é perpendicular ao plano do anel e passa pelo seu centro.

Não haverá corrente elétrica induzida no anel se ele:

a) deslocar-se ao longo do eixo x

b) deslocar-se ao longo do eixo y

c) girar em torno do eixo x

d) girar em torno do eixo y

e) girar em torno do eixo z

04-(UFU-MG) Nas figuras a seguir, um ímã é movimentado sobre uma espira condutora, colocada sobre uma mesa, de tal forma que há uma variação do fluxo do campo magnético na espira. As figuras indicam o sentido da velocidade imprimida ao ímã em cada caso e o pólo do ímã, que se encontra mais próximo da espira.

Assinale a alternativa que representa corretamente o sentido da corrente induzida na espira, de acordo com o movimento do ímã.

05-(CFT-MG) Um aluno desenhou as figuras 1, 2, 3 e 4, indicando a velocidade do ímã em relação ao anel de alumínio e o sentido da corrente nele induzida, para representar um fenômeno de indução eletromagnética.

A alternativa que representa uma situação fisicamente correta é

06-(PUC-PR) Um ímã natural está próximo a um anel condutor, conforme a figura.

Considere as proposições:

I. Se existir movimento relativo entre eles, haverá variação do fluxo magnético através do anel e corrente induzida.

II. Se não houver movimento relativo entre eles, existirá fluxo magnético através do anel, mas não corrente induzida.

III. O sentido da corrente induzida não depende da aproximação ou afastamento do ímã em relação ao anel.

Estão corretas:

a) todas

b) somente III

c) somente I e II

d) somente I e III

e) somente II e III

07-(UFV-MG) A figura abaixo ilustra um ímã cilíndrico que é abandonado acima de uma espira condutora situada num plano horizontal, no campo gravitacional da Terra. Após abandonado, o ímã cai verticalmente passando pelo centro da espira.

Desprezando-se a resistência do ar, é CORRETO afirmar que as forças que a bobina exerce no ímã quando este está se aproximando e, depois, se afastando da mesma são, respectivamente:

a) vertical para baixo e vertical para baixo.

b) vertical para cima e vertical para baixo.

c) vertical para cima e vertical para cima.

d) vertical para baixo e nula.

e) nula e vertical para cima.

08-(UFRN-RN) Numa aula prática, um professor montou um experimento para demonstrar as leis de Faraday e de Lenz.

O experimento consistia em fazer oscilar verticalmente um ímã preso a uma mola nas proximidades de uma bobina.

O campo magnético do ímã tem a forma apresentada na figura abaixo.

Considerando-se que as setas verticais das figuras abaixo representam o sentido do movimento do ímã, a opção de resposta cuja figura representa corretamente o sentido da corrente induzida pelo ímã na bobina é:

09-(UFMG-MG) Uma bobina condutora, ligada a um amperímetro, é colocada em uma região onde há um campo magnético , uniforme, vertical, paralelo ao eixo da bobina, como representado nesta figura:

Essa bobina pode ser deslocada horizontal ou verticalmente ou, ainda, ser girada em torno do eixo PQ da bobina ou da direção RS, perpendicular a esse eixo, permanecendo, sempre, na região do campo.

Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o amperímetro indica uma corrente elétrica quando a bobina é

A) deslocada horizontalmente, mantendo-se seu eixo paralelo ao campo magnético.

B) deslocada verticalmente, mantendo-se seu eixo paralelo ao campo magnético.

C) girada em torno do eixo PQ.

D) girada em torno da direção RS

10-(UNESP-SP) Na figura f₁ e f₂ representam fios condutores paralelos que conduzem a mesma corrente i_o=constante. ABCD é uma espira de cobre, quadrada, no mesmo plano dos fios. Nas condições do problema, podemos afirmar que:

a) aparece na espira uma corrente i, constante, no sentido de A para B.

b) aparece na espira uma corrente i, crescente com o tempo, no sentido de A para B.

c) na espira a corrente é nula.

d) aparece na espira uma corrente i, constante, no sentido de B para A.

e) aparece na espira uma corrente i, crescente com o tempo, no sentido de B para A.

11-(UFPI) As duas espiras de corrente, mostradas na figura, são planas e paralelas entre si. Há uma corrente i₁ na espira I, no sentido mostrado na figura. Se essa corrente está aumentando com o tempo, podemos afirmar corretamente que o sentido da corrente induzida na espira II é:

a) o mesmo de i₁ e as espiras se atraem.

b) contrário ao de i₁ e as espiras se atraem.
c) contrário ao de i₁ e a força entre as espiras é nula

d) contrário ao de i₁ e as espiras se repelem.
e) o mesmo de i₁ e as espiras se repelem.

12-(PUC-MG) A figura mostra um plano inclinado sobre o qual se coloca um ímã no ponto A, que desliza livremente em direção a B. No trajeto, ele passa através de uma espira circular, ligada a um voltímetro V.

Desprezando-se todos os atritos mecânicos, pode-se afirmar que:

a) haverá uma diferença de potencial (ddp) induzida na bobina apenas nos momentos de entrada e saída do ímã através da espira.

b) o voltímetro não vai acusar nenhuma ddp, porque a espira não está ligada a nenhuma pilha ou bateria.

c) durante toda a passagem do ímã através da espira, o voltímetro vai acusar leituras da ddp induzida.

d) o voltímetro somente acusaria a leitura de uma ddp induzida na espira se houvesse atrito entre o ímã e o plano inclinado, fazendo com que o ímã passasse através da espira com velocidade constante.

13- (UFMG) Observe a figura:

Uma espira de fio metálico, quadrada, de lado a, move-se com velocidade constante na direção P_x, de P (onde x é igual a zero) até Q (onde x é igual a 6a). Essa espira atravessa a região quadrada de lado 2a, onde existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano da figura e que aponta para o leitor.

O gráfico que melhor representa a corrente i, induzida na espira, em função da distância x, é:

14-(UNICAMP) Uma espira quadrada de lado a atravessa com velocidade constante uma região quadrada de lado b, b>a, onde existe um campo magnético constante no tempo e no espaço. A espira se move da esquerda para a direita e o campo magnético aponta para cima, conforme a figura.

Segundo um observador que olha de cima para baixo, qual será o sentido da corrente na espira (horário ou anti-horário), quando:

a) ela está entrando na região do campo magnético?

b) ela está no meio da região?

c) ele está saindo da região?

15-(UFSM–RS) Na figura, o fio retilíneo e a espira condutora estão no plano horizontal. A corrente induzida na espira tem sentido horário, quando ela:

a) fica em repouso.

b) é deslocada para cima, paralelamente ao fio.

c) é deslocada para baixo, paralelamente ao fio.
d) é deslocada para a esquerda, na horizontal.

e) é deslocada para a direita, na horizontal.

16- (UFMG) Um fio de cobre, enrolado na forma de uma espira, está fixado em uma região, onde existe um campo magnético B, como mostrado na figura. Esse campo tem o mesmo módulo em toda a região em que se encontra a espira, é perpendicular ao plano da página e dirigido para dentro desta, como representado, na figura, pelo símbolo ×. O módulo desse campo magnético varia com o tempo, como representado no gráfico. Considerando-se essas condições, é correto afirmar que há uma corrente elétrica induzida na espira:

a) apenas na região II do gráfico.

b) apenas na região III do gráfico.

c) apenas nas regiões I e III do gráfico.
d) nas três regiões do gráfico.

17-(UFPB) A figura abaixo representa um gerador elétrico de corrente alternada. Girando-se a espira colocada entre os pólos do imã, nela é induzida uma corrente elétrica. Com relação a esse procedimento, considere as alternativas:

I. O pólo norte do imã deve ficar necessariamente na parte superior e o pólo sul, na inferior para que a intensidade da corrente seja grande.

II. A corrente elétrica aparece, porque varia o fluxo magnético na espira.

III. A intensidade da corrente elétrica independe da rapidez com que a espira é girada

18-(UFMG-MG) Observe as figuras:

Cada uma das situações representadas mostra uma espira circular que se movimenta nas proximidades de um fio longo e reto, no qual há uma corrente elétrica constante i. Em todas as situações o fio e a espira estão no mesmo plano. Haverá corrente elétrica induzida na espira circular:

a) apenas na situação 3

b) apenas nas situações 1 e 3

c) apenas na situação 2

d) apenas na situação 1

e) em todas as situações

19-(UFB) Determine, em cada caso, o sentido da corrente elétrica induzida:

20-(UFMG-MG) Em uma aula, o Prof. Antônio apresenta uma montagem com dois anéis dependurados, como representado na figura a seguir. Um dos anéis é de plástico – material isolante – e o outro é de cobre – material condutor. Em seguida, ele mostra aos seus alunos que o anel de plástico e o de cobre não são atraídos nem repelidos por um ímã que está parado em relação a eles. Então, aproxima rapidamente o ímã, primeiro, do anel de plástico e, depois, do anel de cobre. Com base nessas informações, é correto afirmar que:

a) os dois anéis aproximam-se do ímã.

b) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre afasta-se do ímã.
c) nenhum dos anéis se movimenta.

d) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre aproxima-se do ímã.

21-(UFMG-MG) Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado na figura. Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B. Considerando-se essa situação, é correto afirmar que, quando o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica nele:

a) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S.
b) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S.
c) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S.
d) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R.

22-(FUVEST) Em uma experiência, um longo fio de cobre foi enrolado, formando dois conjuntos de espiras, E₁ e E₂, ligados entre si e mantidos muito distantes um do outro. Em um dos conjuntos, E₂ foi colocada uma bússola, com a agulha apontando para o Norte, na direção perpendicular ao eixo das espiras.

A experiência consistiu em investigar possíveis efeitos sobre essa bússola, causados por um ímã, que é movimentado ao longo do eixo do conjunto de espiras E₁.

Foram analisadas três situações:

I. Enquanto o ímã é empurrado para o centro do conjunto das espiras E₁.

II. Quando o ímã é mantido parado no centro do conjunto das espiras E₁.

III. Enquanto o ímã é puxado, do centro das espiras E₁, retornando à sua posição inicial.

Um possível resultado a ser observado, quanto à posição da agulha da bússola, nas três situações dessa experiência, poderia ser representado por:

O eixo do conjunto de espiras E₂ tem direção leste-oeste.

23-(UEG-GO) A figura a seguir representa um imã preso a uma mola que está oscilando verticalmente, passando pelo centro de um anel metálico.

Com base no princípio da conservação de energia e na lei de Lenz, responda aos itens a seguir.

a) Qual é o sentido da corrente induzida quando o ímã se aproxima (descendo) do anel? Justifique.

b) O que ocorre com a amplitude de oscilação do imã? Justifique.

24-(ITA-SP) Considere um aparato experimental composto de um solenoide com n voltas por unidade de comprimento, pelo qual passa uma corrente I, e uma espira retangular de largura ℓ, resistência R e massa m presa por um de seus lados a uma corda inextensível, não condutora, a qual passa por uma polia de massa desprezível e sem atrito, conforme a figura.

Se alguém puxar a corda com velocidade constante v, podemos afirmar que a força exercida por esta pessoa é igual a

a) (μ₀nIℓ)²v / R + mg com a espira dentro do solenoide.

b) (μ₀nIℓ)²v / R + mg com a espira saindo do solenoide.

c) (μ₀nIℓ)²v / R + mg com a espira entrando no solenoide.

d) μ₀nI²ℓ + mg com a espira dentro do solenoide.

e) mg e independe da posição da espira com relação ao solenoide

25-(FUVEST-SP) Aproxima-se um ímã de um anel metálico fixo em um suporte isolante, como mostra a figura. O movimento do ímã, em direção ao anel,

a) não causa efeitos no anel.

b) produz corrente alternada no anel.

c) faz com que o polo sul do ímã vire polo norte e vice versa.

d) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de atração entre anel e ímã.

e) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de repulsão entre anel e ímã.

26- (UEG-GO)

A figura a seguir representa um imã preso a uma mola que está oscilando verticalmente, passando

pelo centro de um anel metálico. Com base no princípio da conservação de energia e na lei de Lenz, responda aos itens a seguir.

a) Qual é o sentido da corrente induzida quando o ímã se aproxima (descendo) do anel? Justifique.

b) O que ocorre com a amplitude de oscilação do imã? Justifique.

27-(FUVEST-SP)

Aproxima-se um ímã de um anel metálico fixo em um suporte isolante, como mostra a figura. O

movimento do ímã, em direção ao anel,

a) não causa efeitos no anel.

b) produz corrente alternada no anel.

c) faz com que o polo sul do ímã vire polo norte e vice versa.

d) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de atração entre anel e ímã.

e) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de repulsão entre anel e ímã.

28-(FGV-SP)

Grandes relógios, que também indicam a temperatura, compõem a paisagem metropolitana. Neles, cada dígito apresentado é formado pela combinação de sete plaquetas móveis. Ao observar um desses relógios, uma pessoa constata que cada plaqueta está próxima de um eletroímã, mas, não consegue descobrir qual seria o elemento “X” presente em uma plaqueta para que essa pudesse ser armada ou desarmada por ação magnética.

Pensando nas possíveis configurações para que, na inexistência de molas, uma plaqueta arme ou desarme adequadamente, essa pessoa imaginou que o elemento “X” pudesse ser:

I. um corpo feito de um material ferromagnético. Quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é desarmado;

II. um ímã permanente, com seu polo Norte voltado para o eletroímã, quando a plaqueta está “em pé”, como no momento em que está armada. Quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é desarmado;

III. um ímã permanente com seu pólo Norte voltado para o eletroímã, quando a plaqueta está “em pé”, como no momento em que está armada. Quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é desarmado;

IV. outra bobina, idêntica e montada na mesma posição em que se encontra a primeira quando a plaqueta está “em pé”, como no momento em que está armada, tendo seu terminal A, unido ao terminal A da bobina do eletroímã, e seu terminal B, unido ao terminal B da bobina do eletroímã. Quando a corrente elétrica flui de A para B, o mecanismo é armado e, quando a corrente elétrica flui de B para A, o mecanismo é desarmado.

Das suposições levantadas por essa pessoa, está correto o indicado por

a) I, apenas.

b) III, apenas.

c) II e IV, apenas.

d) I, III e IV, apenas.

e) I, II, III e IV.

29-(CEFET-MG)

O circuito da figura a seguir é composto de uma bateria ε , um resistor R e uma chave S. Ao fechar a chave, instantaneamente, aparecerá uma corrente induzida nas espiras retangulares A e B.

Os sentidos dessa corrente em A e B, respectivamente, são

a) horário e horário.

b) horário e anti-horário.

c) anti-horário e horário.

d) anti-horário e anti-horário.

30-(UFAL-AL)

Uma corda metálica de uma guitarra elétrica se comporta como um pequeno ímã, com polaridades magnéticas norte e sul. Quando a corda é tocada, ela se aproxima e se afasta periodicamente de um conjunto de espiras metálicas enroladas numa bobina situada l

logo abaixo. A variação do fluxo do campo magnético gerado pela corda através da bobina induz um sinal elétrico (d.d.p. ou corrente), que muda de sentido de acordo com a vibração da corda e que é enviado para um amplificador.

Qual o cientista cujo nome está associado à lei física que explica o fenômeno da geração de sinal elétrico pela variação do fluxo magnético através da bobina?

a) Charles Augustin de Coulomb

b) André Marie Ampère

c) Hans Christian Oersted

d) Georg Ohm

e) Michael Faraday

31-(UDESC-SC)

A Figura ilustra uma espira condutora circular, próxima de um circuito elétrico inicialmente percorrido por uma corrente “i”

constante; “S” é a chave desse circuito. É correto afirmar que:

a) haverá corrente elétrica constante na espira enquanto a chave “S” for mantida fechada.

b) não haverá uma corrente elétrica na espira quando ela se aproximar do circuito, enquanto a chave “S” estiver fechada.

c) haverá uma corrente elétrica na espira quando a chave “S” for repentinamente aberta.

d) haverá corrente elétrica constante na espira quando a chave “S” estiver aberta e assim permanecer.

e) haverá uma corrente elétrica constante na espira quando ela for afastada do circuito, após a chave “S” ter sido aberta.

32-(ENEM-MEC)

Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas para acender uma pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato com o pneu da bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para

acender a lâmpada. Dentro desse gerador, encontram-se um imã e uma bobina.

O princípio de funcionamento desse equipamento é explicado pelo fato de que a

a) corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região.

b) bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica.

c) bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente elétrica.

d) corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético.

e) corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético.

33-(UNEMAT-MT)

A figura mostra um imã caindo dentro de um tubo preso a um suporte.

De acordo com o experimento, assinale a alternativa correta.

a. A velocidade do imã aumenta se o tubo for de ferro.

b. O imã cai mais rapidamente se o tubo for de plástico, ao invés de alumínio.

c. O tempo de queda do imã é o mesmo se o tubo for de ferro ou alumínio.

d. Enquanto o imã cai no interior do tubo de plástico, há uma corrente induzida no tubo.

e. O tempo de queda só depende do peso do imã, independentemente se o tubo for de plástico ou de alumínio.

34-(PUC-RS)

Uma bobina é ligada a um galvanômetro e mantida fixa num suporte enquanto um ímã pode ser movimentado livremente na direção do eixo longitudinal da bobina. Nestas condições, é correto afirmar que

A) a corrente indicada no galvanômetro é inversamente proporcional à velocidade com que o ímã se aproxima

ou se afasta da bobina.

B) se o ímã estiver se aproximando da bobina, verifica-se uma deflexão na agulha do galvanômetro, indicando

a presença de corrente elétrica, pois o fluxo magnético através da bobina está variando.

C) se o ímã estiver se afastando da bobina, não há indicação de corrente elétrica no galvanômetro, pois o fluxo

magnético através da bobina está diminuindo.

D) se o imã estiver em repouso em relação à bobina, o galvanômetro não indica a presença de corrente elétrica,

pois não há fluxo magnético através da bobina.

E) se o imã estiver em repouso dentro da bobina, o galvanômetro indica a máxima corrente elétrica, pois neste caso o fluxo magnético através da bobina é máximo.

35-(UFJF-MG)

A Figura à direita mostra uma espira metálica com 60 cm de lado, sendo deslocada para a direita, com velocidade v = 20m/s em uma região onde existe um campo magnético

uniforme de intensidade B = 0,10T , perpendicular ao plano da espira e saindo do papel. De acordo com essas informações, pode-se afirmar que a f.e.m induzida e o sentido da corrente induzida na espira são, respectivamente:

a) 0 ,6 V, sentido horário.

b) 1, 2, sentido horário.

c) 1, 2, sentido anti-horário.

d) 2, 4 V, sentido horário

e) 2, 4 V, sentido anti-horário.

36-(UNESP-SP)

O freio eletromagnético é um dispositivo no qual interações eletromagnéticas provocam uma redução de velocidade num corpo em movimento, sem a necessidade da atuação de forças de atrito. A experiência descrita a seguir ilustra o funcionamento de um freio eletromagnético.

Na figura 1, um ímã cilíndrico desce em movimento acelerado por dentro de um tubo cilíndrico de acrílico, vertical, sujeito apenas à ação da força peso.

Na figura 2, o mesmo ímã desce em movimento uniforme por dentro de um tubo cilíndrico, vertical, de cobre, sujeito à ação da força peso e da força magnética, vertical e para cima, que surge devido à corrente elétrica induzida que circula pelo tubo de cobre, causada pelo movimento do ímã por dentro dele.

Nas duas situações, podem ser desconsiderados o atrito entre o ímã e os tubos, e a resistência do ar.

Considerando a polaridade do ímã, as linhas de indução magnética criadas por ele e o sentido da corrente elétrica induzida no tubo condutor de cobre abaixo do ímã, quando este desce por dentro do tubo, a alternativa que mostra uma situação coerente com o aparecimento de uma força magnética vertical para cima no ímã é a indicada pela letra

Resolução comentada dos exercícios de vestibulares sobre

Fluxo Magnético – Indução Eletromagnética – Sentido da corrente elétrica induzida

01- R- D --- Veja teoria

02- R- E --- veja teoria

03- O único caso em que não surgirá variação de fluxo magnético no interior do anel é a alternativa C --- R- C

04- O polo sul do imã está se aproximando da espira --- a espira originará um polo sul em sua face superior na tentativa de repelir o imã --- usando a regra da mão direita a corrente elétrica induzida na espira corresponde a da alternativa A --- R- A

05- O polo norte do imã está se aproximando da espira --- a espira originará um pólo norte em sua face superior na tentativa de repelir o imã --- usando a regra da mão direita a corrente elétrica induzida na espira corresponde a da alternativa 4 --- R- D

06- I. Correta --- para que haja corrente elétrica induzida, deve haver movimento relativo entre eles e claro que variação de fluxo magnético

II. Correta --- só existirá corrente elétrica induzida se houver variação de fluxo magnético

III. Falsa --- depende sim --- aproximação num sentido e afastamento em sentido contrário

R- C

07- Quando o imã está se aproximando ele tende a ser repelido (vertical e para cima) --- quando o imã está se afastando ele tende a ser atraído (vertical e para cima) --- R- C

08- R- A

09- A única alternativa que provoca uma variação do fluxo magnético dentro da bobina é a D --- R- D

10- Como o campo magnético originado por cada fio é fornecido por B=μi/2πd, em cada ponto entre os fios o campo magnético é constante (i constante), não havendo variação de fluxo magnético com o tempo e , consequentemente não surgindo corrente elétrica induzida --- R- C

11- Pela regra da mão direita a espira I origina na região onde está a espira II um campo magnético vertical e para cima e aumentando --- se ele está aumentando, surgirá na espira II um fluxo magnético induzido que tenderá a evitar esse aumente, ou seja, vertical e para baixo --- aplicando a regra da mão direita em II com o fluxo vertical e para baixo a corrente i₂ deverá ter sentido contrário ao de i₁ --- R- D

12- Como não existe atrito, o imã estará sempre descendo, variando o fluxo magnético no interior da espira, fazendo surgir nela uma corrente elétrica induzida e consequentemente uma ddp também induzida no voltímetro --- R- C

13- Ela começa a penetrar no campo magnético até penetrar totalmente, com o fluxo magnético aumentando, com a corrente num sentido (entre 2a e 3a) --- totalmente dentro do campo magnético não há variação de fluxo, corrente nula (entre 3a e 4a ) --- começa a sair do campo magnético até sair totalmente, com o fluxo magnético diminuindo, com corrente em outro sentido (entre 4a e 5a) --- R- E.

14- a) Quando ela está entrando no campo magnético, o fluxo magnético em seu interior está aumentando e a espira deve gerar um fluxo magnético que tende a impedir esse crescimento originando um campo magnético em sentido oposto ou seja, de cima para baixo e, aplicando a regra da mão direita a corrente vista pelo observador será no sentido horário.

b) não há variação de fluxo e a corrente é nula.

c) Quando ela está saindo do campo magnético, o fluxo magnético em seu interior está diminuindo e a espira deve gerar um fluxo magnético que tende a impedir essa diminuição originando um campo magnético no mesmo sentido ou seja, de baixo para cima e, aplicando a regra da mão direita a corrente vista pelo observador será no sentido anti-horário.

15- Pela regra da mão direita, o fio origina na região onde está a espira um campo magnético perpendicular à folha e penetrando nela --- para que a corrente na espira seja no sentido horário, o fluxo induzido deve também estar penetrando no plano da espira o que só ocorre se a espira estiver se afastando (fluxo magnético no interior da espira diminuindo) --- R- E

16- Apenas nas regiões I (fluxo magnético variando, aumentando) e III (fluxo magnético variando, diminuindo) --- R- C

17- I. Falsa --- a intensidade da corrente elétrica induzida independe da polaridade dos imãs.

II. Verdadeira --- a espira, ao girar, varia o fluxo magnético que a atravessa.

III. Falsa --- quanto mais rápida a espira gira, maior é a variação do fluxo magnético que a atravessa e consequentemente, maior corrente i.

R- B

18- Intensidade de em qualquer ponto do fio B=μi/2πd --- situação 1 – qualquer ponto da espira mantém sempre a mesma distância do fio, portanto B é o mesmo e não há variação de fluxo nem corrente induzida --- situação 2 – observe na equação que d é inversamente proporcional a B e, como d está aumentando B está diminuindo, surgindo então uma variação de fluxo magnético e consequentemente surgindo uma corrente elétrica induzida --- situação 3 – como d é a mesma em todos os pontos do interior da espira, B não varia e o fluxo magnético também – não surge corrente elétrica induzida --- R- C

19- a) Usando a regra da mão direita, para uma espira, você determina as polaridades do solenoide

(figura 1) --- a corrente induzida na espira deve se opor à aproximação do solenoide originando um polo sul em sua face esquerda (figura 2) --- usando a regra da mão direita na espira você determina o sentido da corrente elétrica induzida (figura 3).

b) A área da superfície da espira que está dentro do campo magnético está diminuindo e consequentemente o módulo do fluxo magnético está diminuindo --- assim, pela lei de Lenz, deve surgir um fluxo que se oponha a essa diminuição, ou seja, deve estar tambémsaindo da folha --- usando a regra da mão direita na parte da espira que está imersa no campo, com saindo da folha,

a corrente elétrica induzida terá o sentido da figura.

c) Ao começar a girar o fluxo magnético através da espira começa a aumentar e, pela lei de Lenz, deve surgir um fluxo magnético que se ponha a esse aumento, que deve ser oposto ao indicado na

figura --- assim , usando a regra da mão direita, com oposto ao mostrado na figura, a corrente elétrica induzida terá o sentido indicado.

20- Apenas o anel de cobre é induzido (material ferromagnético) e, pela lei de Lenz, surge no anel uma corrente elétrica induzida que origina um fluxo magnético que impede essa aproximação ---

R- B

21- Observe que, em R o fluxo magnético através da espira é nulo e que, em Q o fluxo está aumentando (corrente num sentido) e em S diminuindo (corrente em outro sentido) --- R- A

22- O imã induz uma corrente em E₁ que por sua vez induz outra corrente em E₂ --- a agulha magnética em E₂ vai se orientar na direção e sentido do campo magnético resultante entre o campo magnético da Terra e o campo magnético gerado pela corrente elétrica induzida em E₂--- ao se aproximar, o imã induz uma corrente elétrica num dado sentido e ao se afastar em sentido oposto ao anterior --- quando o imã está parado, a corrente elétrica induzida é nula e ele se orienta de acordo com o campo magnético da Terra --- todas essas combinações só aparecem na alternativa A ---

R- A

23- a) A lei de Lenz afirma que toda vez que varia o fluxo magnético através do anel, surge nele corrente induzida num sentido tal, que gera um fluxo induzido que tende a anular a variação do fluxo indutor.

Quando o ímã se aproxima descendo, o pólo sul está se aproximando do anel, portanto, aumentando o fluxo de linhas saindo dele. Para compensar esse aumento, surge nele um fluxo induzido entrando. Para tal, “regra da mão direita ”, a corrente induzida no anel tem sentido horário, para um observador que o esteja observando de cima.

b) Pelo princípio da conservação da energia, se surge energia elétrica no anel, alguma outra forma de energia deve estar sendo consumida. No caso, essa energia elétrica vem da energia cinética do ímã que está diminuindo, provocando diminuição na amplitude de oscilação do ímã.

24- O vetor indução magnética no interior do solenóide tem direção vertical, coincidindo com seu eixo e é constante em todos os pontos internos ao solenóide. Como a espira também se desloca na direção vertical, o fluxo magnético através dela é nulo --- portanto, não surge força magnética na espira --- como a velocidade é constante, a força resultante é nula. Ou seja, a tração no fio tem a mesma intensidade do peso da espira, dentro ou fora do solenóide --- T=P=mg --- R-E

25- A aproximação do ímã provoca variação do fluxo magnético através do anel. De acordo com a Lei de Lenz, sempre que há variação do fluxo magnético, surge no anel uma corrente induzida. Essa corrente é num sentido tal que produz no anel uma polaridade que tende a anular a causa que lhe deu origem, no caso, o movimento do ímã. Como está sendo aproximado o pólo norte, surgirá na face do anel frontal ao ímã, também um polo norte, gerando uma força de repulsão entre eles.

26- a) A lei de Lenz --- sempre que se varia o fluxo magnético através do anel, surge nele corrente induzida num sentido tal, que gera um fluxo induzido que tende a anular a variação do fluxo indutor.

Quando o ímã se aproxima descendo, o pólo sul está se aproximando do anel, e a corrente elétrica induzida deve ter um sentido que vai originar na espira um polo sul que deve repelir o polo sul do imã que se aproxima --- assim, a face superior da espira deve ser um polo sul --- sabendo que a face superior da espira é um pólo sul (onde chegam as linhas de indução) e que a face inferior é um polo norte (de onde saem as linhas de indução), aplica-se a regra da mão direita(polegar no sentido

da corrente e a “fechada” da mão passando por dentro da espira, fornece o sentido das linhas de indução) --- assim, veja na figura, que o sentido da corrente elétrica na espira (no caso, anel) é horário, visto de cima.

b) Pelo princípio da conservação da energia, se surge energia elétrica no anel, alguma outra forma de energia deve estar sendo consumida --- no caso, essa energia elétrica vem da energia cinética do ímã que está diminuindo, provocando diminuição na amplitude de oscilação do ímã.

27- A aproximação do ímã provoca variação do fluxo magnético através do anel --- de acordo com a Lei de Lenz, sempre que há variação do fluxo magnético, surge no anel uma corrente induzida --- essa corrente é num sentido tal que produz no anel uma polaridade que tende a ANULAR a causa que lhe deu origem, no caso, o movimento do ímã --- como está sendo aproximado o pólo norte, surgirá na face do anel frontal ao ímã, também um pólo norte, gerando uma força de repulsão entre eles --- R- E

28- I. Falsa --- se o corpo fosse de material ferromagnético, ele seria sempre atraído, qualquer que fosse o sentido da corrente.

II. Falsa --- a primeira figura mostra que, quando a corrente flui de A para B, na extremidade do eletroímã voltada para o elemento “X” forma-se um pólo Norte --- assim, se esse elemento fosse um ímã permanente com a extremidade Norte voltada para o eletroímã, haveria repulsão entre ambos, e o mecanismo não seria armado.

III. Correta --- quando a corrente flui de B para A, na extremidade do eletroímã voltada para o elemento “X” forma-se um pólo Sul --- se esse elemento é um ímã permanente com o pólo Norte voltado para o eletroímã, ele é, então, atraído, armando o mecanismo --- quando se inverte a corrente no eletroímã, há repulsão, desarmando o mecanismo.

IV. Falsa --- se o elemento “X” fosse uma outra bobina idêntica, ligada aos mesmos terminais, as polarizações seriam como indicado na figura a seguir --- haveria atração entre os pólos Norte e Sul das duas bobinas, armando o mecanismo --- mas quando se invertesse a corrente, os pólos também seriam invertidos, continuando a atração e o mecanismo não seria desarmado, continuando armado (figuras abaixo).

R- B

29- Quando a chave é fechada, criam-se fluxos magnéticos (ф) crescentes nas espiras A e B, que pela regra da mão direita, estão saindo do plano que as contém --- pela lei de Lenz, essa variação de fluxo crescente gera um fluxo induzido (ф_ind) em sentido oposto, que novamente, pela regra da mão direita, gera nas espiras correntes induzidas (i’ e i’’), ambas no sentido horário como se indica na figura a seguir.

R- A

30- R- E --- veja teoria

31- A espira é atravessada por um campo magnético cuja direção e sentido é fornecida pela regra da mão direita (veja figura) e

cuja intensidade depende da corrente elétrica que passa no circuito, da proximidade entre a espira e o circuito e do ângulo entre o plano da espira e o plano do circuito --- a passagem do campo pela espira provoca um fluxo magnético --- se este fluxo for alterado, aparecerá uma corrente elétrica na espira, fenômeno que ocorrerá em três situações:

ao ligar ou desligar a chave --- imediatamente após você ligar a chave o fluxo magnético no interior da espira está aumentando e, ao desligar diminuindo.

ao girar a espira --- quando a espira gira, o fluxo magnético em seu interior está variando (veja figuras abaixo).

a velocidade relativa entre a espira e o circuito aumentando ou diminuindo

R- C

32- De acordo com a lei de Faraday-Neumann, a corrente elétrica induzida num circuito fechado ocorre quando há variação do fluxo magnético através do circuito.

R- E

33- Suponha que o imã que está descendo tenha o polo Sul (cor preta) na extremidade inferior e o polo Norte (cor vermelha) na extremidade superior e, nele estão esquematizadas as linhas do campo magnético que saem do pólo Norte e chegam ao polo Sul (figura 1) --- vamos considerar o tubo como sendo metálico, caso contrário não haverá indução eletromagnética --- enquanto o imã desce, o fluxo do campo magnético é aumentado na região (a) próxima ao polo Sul

do imã, surgindo aí uma corrente elétrica induzida que origina um campo magnético e consequentemente um imã com pólo Sul na parte superior que se opõe à descida do imã (figura 2) --- da mesma maneira, enquanto o imã desce, o fluxo do campo magnético é diminuido na região (a) próxima ao pólo Norte do imã, surgindo aí uma corrente elétrica induzida que origina um campo magnético e consequentemente um imã com pólo Sul na parte inferior que se opõe à descida do imã (figura 3) --- assim, são originados no tubo metálico dois imãs cujos pólos se opõe à descida do imã, dificultando sua queda (figura 4) e todo o fenômeno descrito é explicado pela lei de Lenz --- R- B.

34-(PUC-RS)

Leia atentamente as informações abaixo:

Leis qualitativas sobre a indução eletromagnética:

Toda corrente elétrica induzida é originada devido a uma variação do fluxo magnético de indução, o que ocorrerá se o imã estiver se aproximando ou se afastando com velocidade V.

Não há corrente induzida se não houver variação do fluxo magnético de indução, o que ocorre se a velocidade do imã for nula.

A) Falsa --- quanto maior a velocidade com que o imã se aproxima ou se afasta da bobina, maior será a intensidade da corrente elétrica induzida e maior será a indicação do galvanômetro.

D) Falsa --- com o imã em repouso haverá fluxo sim, mas não sua variação.

R- B.

35-(UFJF-MG)

A direção e sentido do campo magnético é fornecido pela regra da mão direita --- polegar no sentido da corrente

i e a direção e sentido de, que está saindo da folha de papel é no sentido da “fechada” da mão, que deve passar por dentro da espira (veja figura) --- assim, a corrente na espira é no sentido anti-horário --- a f.e.m induzida é fornecida pela expressão --- ε = B.L.V=0,1.0,6.20=1,2V --- R- C.

36-(UNESP-SP)

Na figura 1, um ímã cilíndrico desce em movimento acelerado por dentro de um tubo cilíndrico de acrílico, vertical, sujeito apenas à ação da força peso.

Nas duas situações, podem ser desconsiderados o atrito entre o ímã e os tubos, e a resistência do ar.

As linhas de indução do campo magnético criadas pelo imã cilíndrico saem de seu pólo norte e chegam ao seu pólo sul --- assim, só restam as alternativas (A) e (E) --- ao se deslocar descendo dentro do tubo de cobre o imã cilíndrico cria nele correntes elétricas induzidas que se comportam como se fossem um eletroímã --- essas correntes elétricas devem ter sentidos tais que o eletroímã por elas gerados deve impedir que o imã cilíndrico se aproxime da parte de baixo dele, repelindo-o e impedir que ele se afaste da parte de cima, atraindo-o (lei de Lenz) --- para que isso ocorra os eletroímãs gerados devem ser tais que as correntes

que por ele circulam no cilindro de cobre devem ter os sentidos da figura acima e que são fornecidos pela regra da mão direita --- observe que, das configurações fornecidas a única que satisfaz é a apresentada na figura A --- R- A