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Voltar a Física e Química A

A variação de fluxo pode induzir uma força eletromotriz

11.º anoPercurso edumaterial

O que vais aprender

  • Aplicar a Lei de Faraday e interpretar a indução eletromagnética.

Compreender

A Lei de Faraday para uma espira usa a variação temporal do fluxo magnético orientado: força eletromotriz induzida média ε=−ΔΦ/Δt. O fluxo diminui de +0,020 para +0,005 Wb; ΔΦ=−0,015 Wb. Assim, ε média=−(−0,015)/0,50=+0,030 V segundo a orientação positiva escolhida. O módulo é 0,030 V. O sinal não descreve por si só uma posição no desenho: depende da convenção de orientação.

O sinal menos exprime a Lei de Lenz: a resposta induzida opõe-se à variação de fluxo, não necessariamente ao campo original. Se o fluxo positivo estivesse a aumentar, o sinal calculado seria oposto nesta convenção. Um campo magnético constante pode ainda produzir indução se mudar a área ou a orientação da espira; inversamente, ter apenas um íman perto de uma espira imóvel não garante corrente induzida.

A força eletromotriz pode existir em circuito aberto, mas corrente sustentada exige percurso fechado e depende da resistência. O caso dá variação média de fluxo e intervalo, não a forma da variação em cada instante nem a resistência elétrica. Para calcular, fixa primeiro o sentido positivo, subtrai fluxo final menos inicial e só então aplica o sinal da lei. Misturar o módulo com o sentido da corrente sem indicar a convenção leva a respostas ambíguas.

Exemplo resolvido

Numa espira de uma só volta, o fluxo orientado muda de +0,030 Wb para +0,010 Wb em 0,40 s; conserva a orientação positiva escolhida. Calcula a força eletromotriz média.

  1. Subtraio fluxo inicial ao final, mantendo a orientação: ΔΦ=0,010−0,030=−0,020 Wb.
  2. Pela lei de Faraday para uma volta, εmédia=−ΔΦ/Δt=−(−0,020)/0,40=+0,050 V na orientação definida.
  3. O sinal indica oposição à variação do fluxo. Sem informação de um circuito fechado, não concluo que circule corrente.

εmédia=+0,050 V na orientação escolhida; o módulo é 0,050 V.

Atenção ao erro

Confundir os dados do caso ou extrapolar sem verificar condições.

Íman de barra aproxima-se de uma bobina ligada em circuito fechado a um galvanómetro com ponteiro desviado.
Ilustra indução associada à variação de fluxo; a direção exata da corrente depende da orientação convencionada no texto.

Verifica agora

  1. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é ΔΦ?

    Ver solução explicada

    Resposta: −0,015 Wb.

    Subtrai final menos inicial.

  2. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é o módulo da força eletromotriz média?

    Ver solução explicada

    Resposta: 0,030 V.

    Divide |ΔΦ| por 0,50 s.

  3. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Uma espira aberta tem necessariamente corrente?

    Ver solução explicada

    Resposta: Não; falta percurso fechado.

    Distingue força eletromotriz e corrente.

  4. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: O sinal menos opõe-se ao campo inicial ou à sua variação?

    Ver solução explicada

    Resposta: À variação do fluxo magnético.

    Interpreta Lenz.

Alinhamento curricular e fontes

  • Aplicar a Lei de Faraday e interpretar a indução eletromagnética., página 10. Objetivo oficial parafraseado: Aplicar a Lei de Faraday e interpretar a indução eletromagnética.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-quimica-a · 11-ano