Espira em rotação dentro de um solenóide.

Metadata

• CONTEXTO : Primeiro ciclo universitário
• AREA: Física
• DISCIPLINA: Eletromagnetismo e Óptica
• ANO: 2
• LINGUA: pt
• AUTOR: Jorge Loureiro
• MATERIA PRINCIPAL: Indução magnética
• DESCRICAO: Determinação do campo magnético produzido num solenóide e da energia magnética. Determinação da corrente elétrica produzida por indução devido à rotação de uma espira. Determinação do fluxo através no solenóide.
• DIFICULDADE: ****
• TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 15 min
• TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 30 min
• PALAVRAS CHAVE: indução magnética, solenóide, espira, fluxo, energia magnética

Um solenóide cilíndrico de raio \( R \) e comprimento \( L >> a \), com \( N \) espiras, é percorrido por uma corrente elétrica estacionária \( i_1 \). No interior do solenóide uma espira quadrada, de lado \( l < a \) e resistência elétrica \( R \), roda com uma frequência angular \( \omega \) uniforme, em torno de um dos eixos de simetria, perpendicularmente ao eixo do solenóide (ver Figura).

1. Determine o campo de indução magnética \( \boldsymbol{B} \) produzido pela corrente \(i_1\) no interior do solenóide e a energia magnética nele armazenada usando dois processos.
2. Determine o valor e o sentido da corrente elétrica \(i_2\) induzida na espira.
3. Determine o fluxo \( \phi_1 \) através do solenóide criado pela corrente \(i_2\) induzida na espira. Qual a frequência da corrente induzida no solenóide por este fluxo?