Questões BNCC EM13CNT107

— O amplificador do show é de 127 V, mas o barco só tem um gerador de 12 V em corrente alternada — reclamou a técnica de som, ao montar a aparelhagem.

Para evitar levar outro equipamento, o eletricista sugeriu usar um transformador, considerando-o ideal (sem perdas). No ensaio, mediu-se que o amplificador, quando ligado na rede de 127 V, consome potência elétrica de 240 W. O gerador disponível fornece 12 V (valor eficaz) a 60 Hz, e deve alimentar o amplificador por meio do transformador durante a apresentação.

Como o espaço no painel é pequeno, a equipe também se preocupa com aquecimento dos fios do transformador e com a escolha adequada do enrolamento que ficará ligado ao gerador.

Com base nas informações do texto, conclua como devem ser, no enrolamento ligado ao gerador, a quantidade de espiras e a espessura do fio, em comparação ao enrolamento ligado ao amplificador.

Uma espira plana pode ser colocada em duas posições diante de um campo magnético uniforme: em uma delas, o campo atravessa a espira perpendicularmente; na outra, o campo fica paralelo ao plano da espira. Em ambos os casos, o módulo do campo é o mesmo e não há movimento da espira.

— Em qual posição a indução eletromagnética pode ocorrer quando o campo se mantém constante no tempo?

Portões automáticos de alguns laboratórios usam sensores magnéticos para detectar a aproximação de uma peça metálica ou de um ímã acoplado ao sistema. Quando o ímã se desloca, o campo magnético local varia e o circuito eletrônico recebe um sinal.

— Que relação entre a variação magnética e o sinal elétrico é usada nesse tipo de sensor?

Duas equipes montaram circuitos diferentes. No circuito A, a bobina ficou parada em um campo magnético uniforme e constante. No circuito B, a bobina permaneceu no mesmo local, mas um ímã foi aproximado lentamente, fazendo o fluxo magnético mudar ao longo do tempo.

— Em qual dos circuitos ocorre indução eletromagnética e por quê?

Em um carregador por indução usado para recarregar pequenos aparelhos, uma bobina primária recebe corrente alternada e cria um campo magnético variável. A bobina secundária, próxima a ela, recebe energia sem contato direto. Em um teste, a frequência da corrente na bobina primária é aumentada, mantendo-se as demais condições do sistema.

— Nessa situação, qual efeito é esperado na tensão induzida na bobina secundária?

Uma bobina com 100 espiras tem área total efetiva de 0,020 m² por espira e está posicionada de modo que o campo magnético a atravessa perpendicularmente. Em um intervalo de 0,50 s, o campo externo uniforme cresce de 0,20 T para 0,60 T.

— Desconsiderando perdas, qual é o valor do módulo da fem média induzida na bobina?

Em um laboratório escolar, uma bobina é aproximada de um ímã. O galvanômetro ligado ao circuito desvia para um lado quando o ímã se aproxima e para o lado oposto quando ele se afasta. Os estudantes observam que, quanto mais rápido o movimento, maior é o desvio.

— Com base na observação do experimento, que conclusão é correta sobre a corrente induzida?

Em uma usina hidrelétrica, o movimento das turbinas faz girar bobinas próximas a ímãs. Durante esse processo, o fluxo magnético que atravessa as espiras varia continuamente, produzindo tensão elétrica no circuito do gerador.

— Considerando a situação descrita, qual princípio físico explica o surgimento da tensão elétrica nas bobinas do gerador?