Em uma atividade de laboratório, uma bobina primária foi ligada a uma fonte de corrente alternada e enrolada…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de laboratório, uma bobina primária foi ligada a uma fonte de corrente alternada e enrolada em torno de um núcleo de ferro. Uma segunda bobina, eletricamente isolada da primeira, foi conectada a uma lâmpada, que acendeu. Quando a fonte de corrente contínua foi usada, a lâmpada apenas piscou no instante da ligação e permaneceu apagada depois. O experimento representa o princípio de funcionamento de um transformador. Com base no experimento e na lei da indução eletromagnética, qual afirmação explica corretamente a relação entre o funcionamento do transformador e a variação do fluxo magnético no núcleo?
- A) A corrente elétrica da bobina secundária cria o fluxo magnético que origina a tensão na bobina primária.
- B) A variação do fluxo magnético na bobina primária induz uma tensão elétrica na bobina secundária.
- C) A resistência elétrica da bobina primária produz diretamente uma tensão elétrica na bobina secundária.
- D) Um fluxo magnético constante na bobina primária mantém uma tensão elétrica na bobina secundária.
- E) O núcleo de ferro conduz cargas elétricas da bobina primária para a bobina secundária.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Observe o experimento. A bobina primária é ligada a uma fonte de corrente alternada. Como a corrente alternada muda de sentido e de intensidade continuamente, o campo magnético produzido no núcleo de ferro também varia o tempo todo. Essa variação do fluxo magnético atravessa a bobina secundária.
- Pela lei de Faraday-Neumann-Lenz, uma variação do fluxo magnético através de uma espira induz uma força eletromotriz (tensão) nessa espira. Como o núcleo de ferro concentra o fluxo, ele atravessa as duas bobinas, e a variação do fluxo produzida pela primeira induz tensão na segunda. Por isso a lâmpada acende.
- Com corrente contínua, a corrente é constante após a ligação, logo o fluxo magnético no núcleo fica constante e não há variação. Sem variação do fluxo não há tensão induzida na secundária, e a lâmpada apaga. O piscar no instante da ligação ocorre porque, naquele momento breve, o fluxo varia de zero até seu valor final.
- Analisando as alternativas erradas: A inverte a causalidade, pois a bobina secundária não gera o fluxo que induz tensão na primária. C está errada porque a resistência não produz tensão induzida; ela apenas dissipa energia. D está errada porque um fluxo constante não induz tensão. E está errada porque não há passagem de cargas do primário ao secundário pelo núcleo; as bobinas são isoladas eletricamente e a energia é transferida pelo campo magnético.
- Conclusão: a alternativa correta é a B, que resume a lei de indução eletromagnética aplicada ao transformador.
💡 Dica: Relacione o fluxo magnético com a lei de Faraday.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a bobina secundária é a fonte do fluxo magnético e que a tensão surge na primária, invertendo o papel de cada bobina no transformador.
Por que engana: Confundir o papel do fluxo magnético com aumento direto de corrente ou resistência, sem entender a conversão de energia no transformador.
A corrente alternada na bobina primária produz um fluxo magnético variável no núcleo de ferro. Esse fluxo atravessa a bobina secundária e, pela lei de Faraday-Lenz, induz nela uma força eletromotriz, isto é, uma tensão elétrica. Com corrente contínua, o fluxo só varia durante os instantes de ligação ou desligamento, explicando o breve piscar da lâmpada.
O aluno associa a tensão na secundária à resistência do fio, como se a resistência gerasse tensão diretamente, sem perceber que a indução depende da variação do fluxo magnético.
O aluno pensa que um fluxo constante mantém a tensão na secundária, ignorando que a lei de Faraday exige variação do fluxo para haver força eletromotriz induzida.
O aluno imagina que o núcleo de ferro funciona como um condutor de cargas que liga fisicamente as duas bobinas, confundindo a transferência de energia por campo magnético com a condução elétrica.
Raio-X da questão
princípio do transformador
avaliacao
inducao eletromagnetica · fluxo magnetico variavel
Revisar a lei de Faraday e o funcionamento de transformadores.
Confundir o papel do fluxo magnético com aumento direto de corrente ou resistência, sem entender a conversão de energia no transformador.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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