Durante um ensaio em laboratório com um gerador eólico, uma bobina de 200 espiras gira no interior de um campo…
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
Durante um ensaio em laboratório com um gerador eólico, uma bobina de 200 espiras gira no interior de um campo magnético. O fluxo magnético através de cada espira aumenta de 0,20 Wb para 0,80 Wb em um intervalo de 0,30 s. Desprezando a resistência interna do gerador, a força eletromotriz média induzida pode ser calculada pela lei de Faraday-Lenz: e = N · |?F|/?t, em que N é o número de espiras. Com base nos dados do ensaio, qual é o módulo da força eletromotriz média induzida na bobina?
- A) 533 V
- B) 2 V
- C) 120 V
- D) 400 V
- E) 200 V
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Número de espiras N = 200. Fluxo inicial = 0,20 Wb e fluxo final = 0,80 Wb. Intervalo de tempo Δt = 0,30 s. Passo 2: Calcule a variação do fluxo: Δfluxo = 0,80 - 0,20 = 0,60 Wb. A lei pede a variação do fluxo, não o valor final. Passo 3: Calcule a variação do fluxo por unidade de tempo: 0,60 / 0,30 = 2 Wb/s. Passo 4: Multiplique pelo número de espiras, já que a força eletromotriz total da bobina é a soma das contribuições de cada espira: e = 200 x 2 = 400 V. Passo 5: Compare com o gabarito oficial. O resultado é 400 V, alternativa D, que coincide com o gabarito. Por que as outras estão erradas: a alternativa A usa o fluxo final (0,80 Wb) no lugar da variação; a alternativa B esquece de multiplicar pelo número de espiras; a alternativa C multiplica N pela variação do fluxo sem dividir pelo intervalo de tempo; a alternativa E confunde o número de espiras com a própria força eletromotriz.
💡 Dica: Use a fórmula da f.e.m. gerada em um gerador elétrico.
Alternativa por alternativa
O aluno usa o fluxo final de 0,80 Wb diretamente no numerador, em vez da variação de 0,60 Wb, e chega a 0,80 / 0,30 x 200 = 533 V.
Por que engana: Confundir a relação entre a variação do fluxo magnético e a força eletromotriz, aplicando a fórmula de forma incorreta.
O aluno calcula corretamente a variação do fluxo por segundo (2 Wb/s), mas esquece de multiplicar pelo número de 200 espiras, que aparece no enunciado.
O aluno multiplica o número de espiras pela variação do fluxo (200 x 0,60 = 120) e esquece de dividir pelo intervalo de tempo de 0,30 s.
A variação do fluxo magnético em cada espira é |ΔΦ| = 0,80 − 0,20 = 0,60 Wb. Aplicando a lei de Faraday-Lenz: ε = 200 · 0,60/0,30 = 400 V.
O aluno toma o número de espiras (200) como se fosse o próprio valor da força eletromotriz, sem aplicar a fórmula da lei de Faraday-Lenz aos dados do ensaio.
Raio-X da questão
força eletromotriz
avaliacao
lei de Faraday · cálculo de fluxo magnético
Revisar a lei de Faraday sobre indução eletromagnética.
Confundir a relação entre a variação do fluxo magnético e a força eletromotriz, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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