Uma bobina retangular com N = 80 voltas tem área A = 7,5×10?³ m² e gira em um campo magnético B = 0,15 T com…
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
Uma bobina retangular com N = 80 voltas tem área A = 7,5×10?³ m² e gira em um campo magnético B = 0,15 T com velocidade de rotação 1500 rpm. Calcule a amplitude (valor de pico) da fem induzida na bobina. Use e_max = N·A·B·?, com ? = 2p·(rpm/60).
- A) e_max ˜ 5 V
- B) e_max ˜ 14,1 V
- C) e_max ˜ 10 V
- D) e_max ˜ 7,5 V
- E) e_max ˜ 20 V
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Converta a rotação para velocidade angular. ω = 2π·(rpm/60) = 2π·(1500/60) = 2π·25 = 50π, que vale aproximadamente 157,08 rad/s. Passo 2: Calcule o produto N·A·B. N·A = 80 × 7,5×10^-3 = 0,6 m². Depois, 0,6 × 0,15 = 0,09 (unidades T·m²). Passo 3: Multiplique pela velocidade angular. e_max = 0,09 × 157,08 ≈ 14,1 V. Passo 4: Conclusão. A alternativa B (14,1 V) está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A (5 V) está errada porque o valor é bem maior que isso quando se usa a velocidade angular correta. A alternativa C (10 V) está errada porque não corresponde ao produto N·A·B·ω. A alternativa D (7,5 V) está errada porque repete o valor da área sem aplicar a fórmula. A alternativa E (20 V) está errada porque ultrapassa o valor obtido com ω de 157 rad/s.
💡 Dica: Aplique a fórmula da fem induzida com os dados fornecidos.
Alternativa por alternativa
Provavelmente calculou a velocidade angular de forma incorreta, usando um valor muito menor que 50π rad/s, ou esqueceu o fator 2π ao converter rpm em rad/s.
? = 2p·1500/60 = 2p·25 = 157,08 rad/s; e_max = 80·7,5×10?³·0,15·157,08 ˜ 14,1 V.
Provavelmente errou o cálculo de ω ou fez uma aproximação grosseira no produto, obtendo um valor próximo de 10 V sem respeitar a ordem das operações.
Por que engana: Confundir a fórmula da fem induzida, utilizando valores incorretos para N, A ou B.
Provavelmente tomou o número 7,5 do enunciado (a área em 10^-3 m²) como se fosse o resultado final, sem aplicar a fórmula com N, B e ω.
Provavelmente usou uma velocidade angular superestimada ou fez um erro de potência de 10 ao manipular a área, obtendo um valor acima de 14 V.
Raio-X da questão
fem induzida em bobina
avaliacao
cálculo de fem induzida · cálculo de área de bobina
Revisar a lei de Faraday e o cálculo de fem induzida.
Confundir a fórmula da fem induzida, utilizando valores incorretos para N, A ou B.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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