Cada vez mais, os motores elétricos fazem parte do nosso cotidiano, inclusive com a perspectiva de seu uso em veículos elétricos. A figura ilustra o funcionamento de um motor elétrico dc simples.
Um fio de cobre com seção de área de 0,01 mm² é enrolado na forma de espiras retangulares de dimensões L = 5cm e W = 2cm. O conjunto é fixado a um rotor apoiado por colunas, de modo que esteja livre para girar em torno do eixo do rotor.
O conjunto é colocado entre dois ímãs permanentes que geram um campo magnético de 0,1 T. Uma corrente elétrica percorre a espira quando seus terminais fazem contato com “escovas” condutoras conectadas a uma bateria de 9 V. Considere que, durante o contato, o campo magnético está paralelo ao lado mais curto das espiras, como mostrado na figura.
a) Calcule a resistência elétrica de uma única espira.
Considerando a situação em que o fio é enrolado em 10 espiras e os terminais do fio estão em contato com as escovas:
b) Calcule a corrente no fio.
c) Calcule o módulo da força magnética exercida em cada um dos segmentos (1), (2), (3) e (4) mostrados na figura.
Note e adote:
Despreze o comprimento dos terminais e efeitos de indução.
Resistividade elétrica do cobre: 𝜌 = 1,7 × 10⁻⁶Ω.cm