QUESTÃO 10
Vários dispositivos eletrônicos (mouses, joysticks etc.) fazem uso do Efeito Hall. A
Figura A mostra o esquema de um fluxômetro empregado para medir a vazão Z de
um líquido (volume que atravessa a seção reta da tubulação por unidade de tempo)
que usa esse princípio: o escoamento do líquido na tubulação gira uma turbina junto
com um ímã, o que gera uma diferença de potencial (VHall) numa fita condutora.
N S
Vliq
turbina
de raio R
fita
condutora
Figura A
área
A
a) Com a rotação do ímã do fluxômetro, a diferença de potencial VHall varia conforme ilustrado na Figura B no espaço de respostas, sendo máxima quando o polo norte do ímã aponta para a fita. Sendo A = 70 cm2 a área da seção reta da tubulação
e R = 3,0 cm o raio externo da turbina, calcule a vazão Z do líquido. Assuma que a velocidade do líquido, , seja constante
e uniforme e de módulo igual ao da velocidade da extremidade da turbina.
Vliq
2a
FASE • 2º DIA • CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
16
FB
EHall
B
+
q
+
+
+
L
VHall +
corrente
elétrica
Figura C
FB
b) A Figura C mostra uma fita de largura L = 3,0 mm conduzindo corrente elétrica na presença do campo magnético que sai do papel. A força magnética desvia as cargas
elétricas (q = −1,6 × 10–19 C) responsáveis pela corrente, acumulando-as nas bordas da
fita. Isso dá origem à diferença de potencial VHall, ao campo elétrico (EHall)
e a uma força
elétrica FE Hall ,
oposta a . Quase instantaneamente o equilíbrio de forças se estabelece
e as cargas passam a seguir em linha reta, cessando o acúmulo nas bordas da fita. Para
a condição de equilíbrio em que VHall = 1,5 × 10–7 V, quanto vale FB
?
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