ENEM - 2020 Em uma usina geradora de energia elétrica, seja através de uma queda-d’água ou através de vapor…

Questão

ENEM - 2020 Em uma usina geradora de energia elétrica, seja através de uma queda-d’água ou através de vapor sob pressão, as pás do gerador são postas a girar. O movimento relativo de um ímã em relação a um conjunto de bobinas produz um fluxo magnético variável através delas, gerando uma diferença de potencial em seus terminais. Durante o funcionamento de um dos geradores, o operador da usina percebeu que houve um aumento inesperado da diferença de potencial elétrico nos terminais das bobinas. Nessa situação, o aumento do módulo da diferença de potencial obtida nos terminais das bobinas resulta do aumento do(a) Nessa situação, o aumento do módulo da diferença de potencial obtida nos terminais das bobinas resulta do aumento do(a)

1. A) Intervalo de tempo em que as bobinas ficam imersas no campo magnético externo, por meio de uma diminuição de velocidade no eixo de rotação do gerador.
2. B) Fluxo magnético através das bobinas, por meio de um aumento em sua área interna exposta ao campo magnético aplicado.
3. C) Intensidade do campo magnético no qual as bobinas estão imersas, por meio de aplicação de campos magnéticos mais intensos.
4. D) Rapidez com que o fluxo magnético varia através das bobinas, por meio de um aumento em sua velocidade angular.
5. E) Resistência interna do condutor que constitui as bobinas, por meio de um aumento na espessura dos terminais.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. A diferença de potencial induzida nos terminais das bobinas é dada pela lei de Faraday-Neumann: o módulo da fem é igual à rapidez de variação do fluxo magnético, isto é, fem = variação do fluxo dividida pela variação do tempo. Portanto, quanto mais rápido o fluxo varia, maior a diferença de potencial. Passo 2: No gerador, o fluxo varia porque o ímã gira em relação às bobinas. Se a velocidade angular aumenta, o mesmo intervalo de variação do fluxo ocorre em menos tempo, então a rapidez de variação do fluxo aumenta e a fem também aumenta. Passo 3: Logo, a alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 4: A alternativa A está errada, porque diminuir a velocidade reduz a rapidez de variação do fluxo, o que diminui a fem, mesmo que o tempo de imersão aumente. Passo 5: A alternativa B está errada, porque aumentar a área aumenta o valor do fluxo, mas a fem depende da rapidez com que ele varia, e não do seu valor absoluto. Passo 6: A alternativa C tem um ponto válido, pois em geradores reais a fem cresce com a intensidade do campo, mas a questão pede o fator que descreve a causa geral do aumento da diferença de potencial, que é a rapidez de variação do fluxo, expressa na alternativa D; a alternativa C não fala em variação do fluxo e, por isso, é a menos completa. Passo 7: A alternativa E está errada, porque a resistência interna do condutor afeta a corrente elétrica e as perdas, não a diferença de potencial induzida pela variação do fluxo, e engrossar os terminais tenderia a reduzir essa resistência.

💡 Dica: Considere os princípios de eletromagnetismo relacionados a bobinas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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