Questão 25495 — Conhecimentos Específicos

Resposta: D

A Lei de Faraday estabelece que a FEM induzida é igual à taxa de variação do fluxo magnético (ε = -dΦB/dt). O fluxo magnético total através do solenóide é a soma do fluxo devido ao campo externo e o fluxo devido à corrente interna. O fluxo devido ao campo externo B(t) é Φ_B = B(t) * A = Bo * sen(ωt) * A. A variação deste fluxo é dΦ_B/dt = Bo * A * ω * cos(ωt). O campo magnético gerado pela corrente no solenóide é B_i = μo * n * i(t) = μo * (N/L) * Io * cos(ωt), onde n é a densidade de espiras e L é o comprimento do solenóide. O fluxo devido a este campo é Φ_i = B_i * A = μo * (N/L) * Io * A * cos(ωt). A variação deste fluxo é dΦ_i/dt = -μo * (N/L) * Io * A * ω * sen(ωt). A FEM total induzida é a soma das variações dos fluxos. No entanto, a questão solicita a FEM induzida *desconsiderando quaisquer efeitos de autoindução*. Isso significa que devemos considerar apenas a variação do fluxo externo, o que leva a ε = -dΦ_B/dt = -Bo * A * ω * cos(ωt). Se interpretarmos 'desconsiderando efeitos de autoindução' como considerar a variação do campo magnético externo e o campo gerado pela corrente como independentes e somarmos suas contribuições, com o campo gerado pela corrente sendo a fonte do fluxo variável que induz FEM, a FEM induzida pela corrente é -dΦ_i/dt = μo * (N/L) * Io * A * ω * sen(ωt). A questão pode ter uma formulação ambígua. Assumindo que a variação do campo magnético externo B(t) é a causa principal da indução, e a corrente i(t) é também uma fonte de fluxo que varia e pode induzir FEM, a total variação do fluxo é dΦ_total/dt = d(B(t)A)/dt + d(B_i(t)A)/dt. Como a pergunta pede para desconsiderar a autoindução, focamos na variação do fluxo externo, o que nos dá a FEM induzida por um campo externo variável. A formulação da pergunta sugere que a variação do fluxo magnético TOTAL, incluindo o campo externo e o campo gerado pela corrente, mas focando na indução gerada por esses fluxos, exceto a autoindução. A resposta D é consistente com a variação do fluxo externo, que é a parte mais direta da Lei de Faraday sem autoindução.