Quanto à Lei de Faraday, muitas vezes surgem as seguintes questões. A lei diz que a força eletromotriz induzida em um circuito é igual ao inverso da derivada do fluxo magnético em relação ao tempo (pode ser afirmado desta forma). Em qual superfície está esse fluxo magnético? ...na superfície do próprio circuito, em alguma superfície imaginária (como a lei que mencionei anteriormente) ou em outra superfície? Acontece que, de acordo com a lei do magnetismo de Gauss, o valor do fluxo magnético em qualquer superfície fechada deve ser igual a 0, que é uma constante, então a derivada desse valor é zero. Portanto, a força eletromotriz induzida no circuito também deve ser zero. Eu vi uma demonstração dessa lei em um dos meus livros e ela pressupõe uma mudança no fluxo magnético, então para sua derivação a possibilidade dessa mudança de fluxo é uma premissa, que contradiz a lei do magnetismo de Gauss, a menos que talvez eu esteja errado sobre este último. Como isso pode ser? Eu vejo duas possibilidades. Primeiro: a lei do magnetismo de Gauss só é válida para superfícies estacionárias, portanto, no caso do movimento, a constância do fluxo magnético não é garantida. Segundo: a superfície sobre a qual o fluxo magnético é calculado não é fechada, e voltamos à questão anterior: que superfície é esta, ou seja, em que conjunto de pontos no espaço deve ser calculada a integral de superfície da equação que deriva a operação? Esta afirmação e um conjunto de suposições feitas por um aluno no início do curso, algumas verdadeiras e outras muito falsas, no final da terceira e última unidade, espero que você tenha uma compreensão das quatro equações de Maxwell, o conceito e suas inferências, com base em seu próprio conhecimento adquirido, expliquem onde as suposições feitas na declaração estão erradas e descubra todo o entendimento das quatro Equações no sentido físico. Dê exemplos diretos de cada lei.
Soluções para a tarefa
Resposta:
Explicação:
A principal interpretação da lei de Gauss do magnetismo é a inexistência de um monopolo magnético. Essa inexistência do monopolo é valida tanto para os casos estacionários como para os casos não estacionários, dessa forma a lei de Gauss deve ser verdadeira também para o caso de uma superfície não estacionária.
A segunda hipótese é mais correta, certamente o entendimento sobre a definição de uma superfície fechada esta incorreta. Uma superfície fechada é aquela onde é possível calcular o volume interno a superfície, agora podemos analisar mais a fundo a definição da lei de Faraday e como essa superfície do fluxo é definida. Segundo a lei de Faraday a força eletromotriz induzida em um circuito fechado é igual a variação temporal do fluxo magnético sob a superfície delimitada pelo circuito, em anexo temos uma imagem para melhor visualizar. Na imagem vemos que a superfície referida na lei de Faraday certamente não é fechada, uma vez que não podemos calcular um volume interno a ela, logo como a superfície não é fechada a lei de Gauss não é válida.
Imagino que esses dois parágrafos respondam a primeira parte da questão. Sobre a segunda parte vamos por partes:
Lei de Gauss: tanto a lei de Gauss da eletricidade como do magnetismo relacionam a carga elétrica/magnética com o fluxo de campo elétrico/magnético. A lei de Gauss da eletricidade basicamente informa que todo o fluxo de campo sob uma superfície fechada é gerada devida a algum tipo de carga elétrica no seu interior. Essa relação pode ser utilizada para encontrar o campo elétrico, ou a carga líquida, em problemas onde o corpo carregado apresente simetrias simples.
A lei de Gauss do magnetismo indica a inexistência de uma carga magnética.
Lei de Ampere Maxwell: a lei de Ampere Maxwell informa como o campo magnético é gerado. Observando a forma diferencial da equação, é fácil perceber que, o campo magnético se origina de uma corrente elétrica, variação espacial da carga elétrica, ou da variação temporal do campo elétrico.
Lei de Faraday: a lei de Faraday é paralela a lei de Ampere Maxwell já que com ela observamos o efeito de uma variação temporal do campo magnético, no campo elétrico. Uma vez que não existe carga magnética, não existe corrente magnética, logo a corrente magnética não aparece na lei de Faraday.
Observando atentamente a lei de Faraday e a lei de Ampere, percebemos que uma variação no campo elétrico irá provocar uma variação no campo magnético, que por sua vez irá provocar uma variação no campo elétrico, e assim sucessivamente. É a partir disso de surge o campo eletromagnético que é fundamental em diversos fenômenos físicos.
Eu acho que era isso, desculpa a demora na resposta estava fazendo no celular e acabou a bateria, então tive que reescrever do zero a resposta. Pelo que entendi era isso se faltou, ou se não entendeu alguma parte, é só comentar aqui. Espero ter ajudado.
