Questão 20
UFU 2017
(UFU - 2017 - 1ª FASE)
O anel saltante ou anel de Thomson é uma interessante demonstração dos efeitos eletromagnéticos. Ele consiste em uma bobina, um anel metálico, normalmente de alumínio, e um núcleo metálico que atravessa a bobina e o anel. Quando a bobina é ligada a uma tomada de corrente alternada, o anel de alumínio salta e fica levitando em uma altura que pode ser considerada constante. A figura mostra o dispositivo. Um dos fatos que contribuem para a levitação do anel metálico, apesar de não ser o único, é a fonte de corrente elétrica ser alternada, pois o anel não levitaria se ela fosse contínua.
A força sobre o anel metálico e sua consequente levitação devem-se ao fato de a bobina percorrida por corrente elétrica alternada gerar
uma polarização elétrica variável em função do tempo no núcleo metálico que induz uma carga elétrica no anel metálico.
um campo elétrico constante em função do tempo no núcleo metálico que induz uma diferença de potencial no anel metálico.
uma polarização magnética constante em função do tempo no núcleo metálico que induz um polo magnético no anel metálico.
um campo magnético variável em função do tempo no núcleo metálico que induz uma corrente elétrica no anel metálico.
Gabarito:
um campo magnético variável em função do tempo no núcleo metálico que induz uma corrente elétrica no anel metálico.
Resolução:
O campo elético que varia com o tempo é fonte da corrente alternada que alimenta o circuito.
A variação do fluxo magnético na bobina produz uma corrente induzida, que por sua vez produz polos magnéticos alternantes nas faces do anel. De modo intermitente, o anel é submetido à força magnético alternante com o tempo, de natureza predominantemente repulsiva, mantendo o anel levitando em uma altura constante.