(dif.3) Disserte sobre o funcionamento de um gerador de corrente alternada constituído por N = 80 espiras, A =…

Questão

(dif.3) Disserte sobre o funcionamento de um gerador de corrente alternada constituído por N = 80 espiras, A = 6,0×10?³ m² e B = 0,25 T que gira com frequência f = 25 Hz. Apresente: (a) expressão temporal da fem e(t); (b) valor de e_max; (c) valores eficazes de tensão e corrente num resistor R = 8,0 O; e (d) explique qualitativamente o papel da Lei de Faraday e da Lei de Lenz no sentido da corrente.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Modelo de resposta: ?=2pf=157,08 rad/s. e(t)=N·B·A·?·sin(?t). Calcule: e_max=N·B·A·?=80·0,25·6,0×10?³·157,08˜18,85 V. Tensão eficaz E_rms=e_max/v2˜13,32 V. Corrente eficaz I_rms=E_rms/R˜13,32/8,00˜1,67 A. Potência média dissipada P=I_rms²·R˜(1,67)²·8,00˜22,2 W. Papel das leis: Lei de Faraday fornece e = -N dF/dt (a variação do fluxo magnético produz a fem); Lei de Lenz determina o sentido da corrente induzida, que cria um fluxo que se opõe à variação do fluxo original (fornece a regra do sentido do torque e da corrente). Em prática, a resistência do enrolamento limita a corrente e transforma parte da potência em calor; aumentos de N, A, B ou ? elevam e_max.

Explicação

A explicação aborda todos os aspectos solicitados na questão, apresentando a expressão temporal da força eletromotriz (fem) e calculando o valor máximo da fem, além de determinar as tensões e correntes eficazes no resistor. Também explica a aplicação das leis de Faraday e Lenz, destacando como a variação do fluxo magnético gera a fem e como a corrente induzida se comporta em relação a essa variação. A análise é completa e coerente, demonstrando compreensão dos conceitos envolvidos.

Raio-X da questão

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