Projete quantitativamente como obter Vrms ˜ 12 V em um gerador onde inicialmente N = 50 voltas, A = 2,0×10?²…
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
Projete quantitativamente como obter Vrms ˜ 12 V em um gerador onde inicialmente N = 50 voltas, A = 2,0×10?² m², B = 4,0×10?² T e ? = 20p rad/s. A fem RMS é Vrms = (N·A·B·?)/v2. Proponha alterações em N, B ou ? e mostre cálculos justificando a escolha.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo inicial: E0 = N·A·B·? =50·0,02·0,04·62,83=2,513 V (amplitude); Vrms=2,513/v2=1,78 V. Fator necessário ˜12/1,78˜6,75. Soluções: aumentar N para ˜50·6,75˜338 voltas; ou aumentar ? para ˜62,83·6,75˜424 rad/s (~67,5 rev/s); ou combinar N=170 e ?˜149 rad/s. Escolha depende de limitações de velocidade/geométricas; uso de ímãs mais fortes (B˜0,27 T) reduz necessidade de voltas/velocidade.
Explicação
A resposta apresenta um cálculo claro da força eletromotriz (fem) inicial e a conversão para a tensão RMS, identificando a necessidade de um fator de aumento para atingir o valor desejado. As propostas de alteração em N, B ou ? são justificadas com base nos cálculos, mostrando como cada variável impacta na geração da tensão. A escolha da solução ideal depende das limitações práticas do sistema, como a velocidade e a força do campo magnético.
Raio-X da questão
fem RMS
avaliacao
fem e suas variáveis · cálculo de grandezas físicas
Revisar a fórmula da força eletromotriz e suas variáveis.
O aluno pode confundir a relação entre as variáveis e não considerar como a alteração de cada uma impacta o resultado final da fem RMS.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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