Questões de Física - Eletromagnetismo - Fontes de Campos Magnético - Espira
Algumas espécies de tubarões, como o tubarão-branco e o tubarão-martelo, são superpredadores da cadeia alimentar subaquática. Seus órgãos dos sentidos são especialmente adaptados para a localização de presas até mesmo a quilômetros de distância. Pesquisadores americanos, trabalhando com tubarões do gênero Squalus, verificaram que a capacidade de detecção e captura de presas por esses indivíduos é diminuída quando eles se encontram expostos a campos magnéticos gerados artificialmente na água.
STONER, A. W.; KAIMMER, S. M. Fisheries Research, n. 92, 2008.
Considerando-se os órgãos dos sentidos típicos desses animais, que tipo de receptor foi afetado no experimento?
A linha de transmissão de energia em uma determinada cidade é de 55 kV e, ao chegar a um transformador, é modificada para a residência com 110 V.
A relação do número de espiras do primário e secundário do transformador e como ele opera são, respectivamente,
O sistema da figura é montado com o objetivo de determinar a resistência elétrica de uma espira condutora de área A. O centro dessa espira descreve uma trajetória circular de raio R e período t, à velocidade angular constante, ao redor de um fio também condutor com uma corrente elétrica contínua I. A corrente elétrica na espira é medida e seu valor oscila harmonicamente entre +i e −i.
Dados:
• área da espira: A = 1 cm2;
• raio da trajetória do centro da espira: R = 10 cm;
• período da trajetória circular do centro da espira: t = 2 s;
• corrente elétrica contínua do fio condutor: I = 50 A;
• amplitude da corrente elétrica induzida medida na espira: i = 1 mA;
• permeabilidade magnética no vácuo: µ= 4π.10−7 T.m/A.
Observações:
• o sistema segue a orientação dos eixos xyz desenhados na figura;
• o fio condutor é paralelo ao eixo z;
• o eixo da espira está sempre paralelo ao eixo y;
• o plano da espira é sempre paralelo ao plano xz;
• o plano da trajetória do centro da espira é paralelo ao plano xy;
• considere que as linhas de campo magnético que atravessam a espira estejam paralelas;
• para toda frequência f, considere ∆sen(2πf t)/∆t = 2πf cos(2πf t).
A resistência da espira, em µΩ, é:
Considere um arranjo experimental, representado na figura, em que um ı́mã pode se movimentar ao longo das retas ou sempre com velocidade constante (v ≪ c). Uma espira retangular de auto-indutância desprezível é posicionada perpendicularmente a Pelo centro da espira, o ponto P, passam as retas e . A corrente elétrica na espira, observada desde a perspectiva de um observador no ponto A, é positiva, por convenção, se estiver no sentido horário. O polo norte do ı́mã sempre aponta ou para A ou para A'. A respeito da situação fı́sica descrita, são feitas as seguintes afirmações:
I. Quando o ı́mã se desloca de A para P, a corrente na espira é negativa.
II. No momento em que o centro do ı́mã passa pelo ponto P, a corrente na espira é zero.
III. Durante a passagem do ı́mã de A para B, haverá dois picos de corrente medidos.
IV. Quando o ı́mã passa por a corrente máxima na espira é maior do que a corrente máxima quando o ı́mã passa por
Das afirmações I a IV, acima destacadas, estão corretas
Uma das teorias que justifica a presença do campo magnético terrestre é a do movimento da massa líquida presente no núcleo da Terra, cujo raio médio é de aproximadamente 4000km. Segundo esse modelo, o módulo do campo magnético terrestre pode ser calculado, de forma aproximada, usando o modelo de uma espira circular de corrente de raio R, segundo a equação 𝐵 = 𝜇𝑜𝐼/2𝑅 . A magnitude do campo magnético médio na superfície terrestre é de, aproximadamente, 45x10-6 T. Considere π=3.
Sabendo que a permeabilidade magnética é 4𝜋. 10−7 𝑇𝑚/𝐴, podemos estimar que a corrente elétrica no núcleo da Terra é da ordem de grandeza de
A Lei da Indução Eletromagnética de Faraday-Lenz descreve como o movimento relativo de um imã em relação a um conjunto de espiras produz um fluxo magnético variável através delas, gerando uma diferença de potencial em seus terminais. Este é o princípio de funcionamento de um gerador eletromagnético no qual uma bobina composta por um conjunto de espiras gira submetida a um campo magnético. A indução eletromagnética é empregada em usinas geradoras hidrelétricas, térmicas ou eólicas nas quais, por meio de uma queda-d’água, do vapor ou do vento, o eixo de um gerador é posto a girar. Durante o funcionamento de um gerador, deseja-se aumentar o módulo da força eletromotriz induzida nos terminais das bobinas.
Para obter esse aumento se pode:
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