UFRGS - 2020 - Questão 18

A figura representa um ímã suspenso verticalmente ao longo do eixo de uma bobina ligada a um galvanômetro.

 A deflexão do ponteiro do galvanômetro para direita/esquerda indica que a corrente elétrica fluindo na espira, vista desde o ponto de suspensão do ímã, tem sentido horário/anti-horário. Em t = O, o ímã é liberado e cai. Considere três instantes de queda, (1), (2) e (3), mostrados abaixo. 

Escolha a alternativa que indica, aproximadamente, a posição do ponteiro do galvanômetro nos instantes mostrados acima.

Resolução:

Segundo a lei de Faraday - Lenz, só há corrente elétrica na espira quando há a variação do fluxo do campo de indução magnética nesta espira.
Esta variação só ocorre enquanto o imã se aproxima ou se afasta da espira, ou seja, enquanto o imã atravessa a espira, o fluxo não varia e portanto não há corrente elétrica induzida.
Assim determinamos que para o instante (2) o ponteiro não é defletido para nenhum lado.
 
No instante (1) da figura o fluxo está aumentando e a espira tende a provocar redução no fluxo, assim, ela cria um polo magnético oposto ao que polo do imã que se aproxima. 

Como o imã se aproxima com o polo magnético norte dirigido para a espira, a espira cria um polo magnético norte dirigido para o imã. Assim, utilizando a regra da mão direita aplicada a espira, ou seja, a corrente é representada pelas pontas dos dedos, enquanto os dedos fazem um movimento circular, o campo de indução magnética aponta para a direção da ponta do polegar.
O norte gerado pela espira está dirigido para cima, o que significa que visto de cima o sentido da corrente é anti-horário e portanto o ponteiro é defletido para a esquerda, levando em conta o texto.

No instante (3) da figura o imã se afasta da espira com o polo sul dirigido para a espira, diminuindo o fluxo do campo de indução magnética. Neste caso a espira provocará um campo que evite a redução no fluxo, o que significa que criará na parte de baixo da espira um polo magnético norte, ou seja, na parte de cima da espira criará um polo magnético sul.
Novamente utilizando a regra da mão direita aplicada à espira, o dedo apontando para  lado da espira na parte de cima, o sentido da corrente criada é horário e o ponteiro deflete para a direita do galvanômetro.

Resumindo:

No instante (1) o polo norte do imã que se aproxima faz a espira criar o polo norte e para isso uma corrente no sentido anti-horário que deflete o galvanômetro para a esquerda.
No instante (2) não há variação do fluxo e por isso não há corrente induzida nem deflexão no galvanômetro.
No instante (3) ocorre o oposto do instante (1), por isso a corrente induzida é horária (vista pelo lado de cima da espira) e o galvanômetro deflete para a direita.

Resposta:

Item (A)

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PUCRS 2017 - Questão 9

Sobre o fenômeno de indução eletromagnética, apresentam-se três situações:

Situação 1: Uma espira condutora gira em torno do eixo indicado, enquanto um ímã encontra-se em repouso em relação ao mesmo eixo.

Situação 2: Uma espira condutora encontra-se em repouso em relação a um circuito elétrico no qual uma lâmpada pisca com uma frequência constante.

Situação 3: Uma espira condutora se encontra em repouso em relação a um fio condutor retilíneo, ligado a um circuito elétrico, no qual circula uma corrente elétrica i contínua e constante.

Verifica-se uma corrente elétrica induzida na espira condutora na(s) situação(ões)
A) 1, apenas.
B) 3, apenas.
C) 1 e 2, apenas.
D) 2 e 3, apenas.
E) 1, 2 e 3.

Resolução:
Na situação 1 temos uma espira em movimento relativo ao imã, este movimento faz com que o campo de indução magnética dentro da espira varie. Conforme a Lei de Lenz a variação do fluxo magnético, e por consequência do campo de indução magnética, próximo a um condutor, cria neste uma corrente elétrica induzida.

Na situação 2 temos espira em repouso, porém o "pisca-pisca" da lâmpada indica que a corrente elétrica do circuito está variando.
Correntes elétricas geram campos induzidos por elas, se a corrente varia este campo também varia.
A corrente variável do circuito cria cria um fluxo magnético também variável no interior da espira, logo, a espira terá uma corrente induzida pelo fluxo magnético em seu interior.

Na situação 3 temos uma espira em repouso e uma corrente elétrica constante no tempo, isso significa que embora a corrente esteja criando um campo magnético que atravessa a espira, não há variação no fluxo magnético, sendo assim, não há o aparecimento de uma corrente induzida na espira.

Temos assim, corrente elétrica induzida apenas nas situações 1 e 2 , e a resposta é o item (C).

UFRGS 2017 - Questão 18

O observador, representado na figura, observa um ímã que se movimenta em sua direção com velocidade constante. No instante representado, o ímã encontra-se entre duas espiras condutoras, 1 e 2, também mostradas na figura.

Examinando as espiras, o observador percebe que

(A) existem correntes elétricas induzidas no sentido horário em ambas espiras.
(B) existem correntes elétricas induzidas no sentido anti-horário em ambas espiras.
(C) existem correntes elétricas induzidas no sentido horário na espira 1 e anti-horário na espira 2.
(D) existem correntes elétricas induzidas no sentido anti-horário na espira 1 e horário na espira 2.
(E) existe apenas corrente elétrica induzida na espira 1, no sentido horário

Resolução:
 
   Pela lei de Faraday - Lenz sabemos que ao termos um movimento relativo de um imã e um condutor, é gerado um campo magnético que tende a opor inverter o movimento do imã com relação à espira, assim:
   1) Se o imã se aproxima da espira com um de seus pólos, este gera o mesmo pólo de para o lado do imã para tentar afastá-lo.
   2) Se o imã se afasta da espira com um de seus pólos, a espira produz para o lado do imã o pólo oposto para evitar que o imã se afaste.

   Assim sendo, na espira 1, o imã se aproxima desta com o pólo norte em sua direção, logo a espira criara um pólo também norte para o lado do imã o que significa que no lado do observador haverá um pólo sul sendo gerado.  Para que isso aconteça, do ponto de vista do observador será induzida uma corrente no sentido horário.
   Enquanto na espira 2, o imã se afasta da mesma com um pólo sul dirigido para a espira, logo, ela ira criar um pólo norte para evitar que o imã se afaste. Para que o pólo norte seja criado para o lado do imã, e neste caso do observador também, um corrente no sentido anti-horário será induzida na espira do ponto de vista do observador.
   Por tanto em 1 o observador verá uma corrente induzida no sentido horário e em 2 o bservador verá uma corrente induzida no sentido anti-horário.
  Resposta: item (C)