FSC060804
Magnetismo e Eletromagnetismo

Resolução:

1. O fluxo magnético (superfície perpendicular, $\cos 0° = 1$):

$$\Phi = B \cdot A$$

2. Taxa de variação do fluxo:

$$\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = A \cdot \frac{\Delta B}{\Delta t} = 1\,\text{m}^2 \cdot (-2\,\text{T/s}) = -2\,\text{Wb/s}$$

3. Pela Lei de Faraday-Neumann:

$$|\varepsilon| = \left|-\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right| = 2\,\text{V}$$

4. Pela Lei de Ohm:

$$i = \frac{|\varepsilon|}{R} = \frac{2\,\text{V}}{4\,\Omega} = 0{,}5\,\text{A}$$

5. Sentido (Lei de Lenz): o fluxo diminui, então a corrente induzida cria um campo que tende a manter o fluxo original — sentido determinado pela regra da mão direita aplicada ao campo induzido.

Resolução:

(a) Fluxo inicial:

$$\Phi_i = B_i \cdot A = 5\times10^{-3} \cdot 6\times10^{-3} = 3\times10^{-5}\,\text{Wb}$$

(b) Pela Lei de Felici (a carga não depende da rapidez da variação):

$$\Delta q = \frac{\Delta\Phi}{R} = \frac{A\cdot|B_i - B_f|}{R} = \frac{6\times10^{-3} \cdot 3\times10^{-3}}{2\times10^{-2}} = 9\times10^{-4}\,\text{C}$$

Resolução:

Relação fundamental do transformador ideal:

$$\frac{U_p}{U_s} = \frac{N_p}{N_s} \implies U_s = U_p \cdot \frac{N_s}{N_p}$$

$$U_s = 120\,\text{V} \cdot \frac{400}{200} = 240\,\text{V}$$

Trata-se de um transformador elevador de tensão, pois $N_s > N_p$.

Resolução:

A tensão no secundário será de 0 V.

A Lei de Faraday exige variação temporal do fluxo: $\varepsilon = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$. Com corrente contínua, o campo magnético no primário é constante, portanto $\Delta\Phi = 0$ e $\varepsilon = 0$. Transformadores funcionam exclusivamente com corrente alternada (AC).