(dif.1) Uma bobina com N = 50 espiras e área A = 2,5×10?³ m² está orientada perpendicularmente a 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
(dif.1) Uma bobina com N = 50 espiras e área A = 2,5×10?³ m² está orientada perpendicularmente a um campo magnético que varia de B1 = 0,20 T para B2 = 0,05 T em ?t = 0,50 s. Calcule a fem média induzida (módulo) na bobina. Use e = -N·?F/?t e F = B·A (SI).
- A) e = 5,0×10?² V
- B) e = 0,025 V
- C) e = 3,75×10?² V (0,0375 V)
- D) e = -0,050 V
- E) e = 1,5 V
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão sem olhar o gabarito. A fem depende da variação do fluxo, não do valor do campo em si. Como a bobina está perpendicular ao campo, o fluxo é F = B·A.
- Calcule a variação de campo: ΔB = B2 - B1 = 0,05 - 0,20 = -0,15 T. O sinal negativo indica diminuição do campo, mas para o módulo basta usar 0,15 T.
- Calcule a variação de fluxo: ΔF = ΔB·A = 0,15 × 2,5×10^-3 = 3,75×10^-4 Wb.
- Aplique a lei de Faraday-Neumann: |e| = N·|ΔF|/Δt = 50 × 3,75×10^-4 / 0,50 = 0,01875 / 0,50 = 0,0375 V, ou seja, 3,75×10^-2 V.
- Compare com o gabarito. O resultado coincide com a alternativa C, que é o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A usa o campo inicial B1 no lugar da variação ΔB. B omite a divisão pelo intervalo de tempo. D é o valor de uma fem com sinal, mas ainda com o erro de usar B1 como variação, e a questão pede o módulo. E multiplica os dados sem a área nem a divisão por Δt, o que não corresponde à fórmula.
💡 Dica: Aplique a fórmula da fem induzida utilizando os dados fornecidos.
Alternativa por alternativa
O aluno usou o valor inicial B1 = 0,20 T como se fosse a variação do campo, ignorando que o campo cai para 0,05 T. Assim calcula N·A·B1/Δt = 0,05 V.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da fem induzida, aplicando incorretamente os valores de B ou A, resultando em um valor diferente do esperado.
O aluno calculou corretamente o fluxo, mas esqueceu de dividir pelo intervalo de tempo Δt = 0,50 s, obtendo 0,025 V.
?F = A·?B = 2,5×10?³·(0,05-0,20)=-3,75×10?4 Wb; |e| = N·|?F|/?t = 50·3,75×10?4/0,50 = 0,0375 V.
O aluno obteve magnitude 0,05 V, ao usar B1 no lugar de ΔB, e manteve o sinal negativo da fórmula. A questão pede o módulo, e o sinal foi tratado como parte do resultado.
O aluno ignorou a área da bobina e o intervalo de tempo, multiplicando N pelos valores de campo, o que não corresponde à fórmula de Faraday-Neumann.
Raio-X da questão
fem induzida
avaliacao
cálculo de variação de fluxo · lei de Faraday
Revisar a lei de Faraday da indução eletromagnética.
O aluno pode confundir a fórmula da fem induzida, aplicando incorretamente os valores de B ou A, resultando em um valor diferente do esperado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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