Uma bobina de indutância L = 250 mH é percorrida por uma corrente que cresce até I = 5,00 A. Calcule a energia…
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 de indutância L = 250 mH é percorrida por uma corrente que cresce até I = 5,00 A. Calcule a energia magnética armazenada na bobina (use E = 1/2·L·I²; L em H, I em A, energia em J).
- A) E = 1,25 J
- B) E = 2,5 J
- C) E = 3,125 J (˜3,13 J).
- D) E = 0,3125 J
- E) E = 5,00 J
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. L = 250 mH, que equivale a 0,250 H (divide-se por 1000). I = 5,00 A. Passo 2: Aplicar a fórmula da energia magnética armazenada numa bobina: E = (1/2)·L·I^2. Passo 3: Calcular o quadrado da corrente: I^2 = 5,00^2 = 25,0 A^2. Passo 4: Multiplicar pela indutância: L·I^2 = 0,250 · 25,0 = 6,25 J. Passo 5: Dividir por 2: E = 6,25 / 2 = 3,125 J, que arredondado fica 3,13 J. Passo 6: Comparar com o gabarito. A alternativa C (3,125 J, aproximadamente 3,13 J) está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A (1,25 J) resulta de multiplicar L por I sem elevar ao quadrado nem dividir por 2; B (2,5 J) equivale a 0,5·5, ignorando a indutância e o quadrado da corrente; D (0,3125 J) resulta de converter 250 mH como 0,025 H, um erro de um fator 10 na conversão de unidades; E (5,00 J) apenas repete o valor da corrente, sem nenhum cálculo com a fórmula.
💡 Dica: Aplique a fórmula da energia magnética diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno multiplicou L por I (0,25 · 5 = 1,25) em vez de L por I², esquecendo a potência e a divisão por 2 da fórmula da energia.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia magnética incorretamente, resultando em um valor que não corresponde à aplicação correta dos dados.
O aluno calculou 0,5 · 5 = 2,5, ignorando o valor da indutância e elevando a corrente ao quadrado; provavelmente lembrou apenas a metade da fórmula.
Usa-se a expressão da energia magnética U = 1/2·L·I². Substituindo L=0,250 H e I=5,00 A: U=0,5·0,250·25=3,125 J.
O aluno converteu 250 mH para 0,025 H (dividindo por 10 em vez de por 1000) e depois calculou corretamente 0,5 · 0,025 · 25 = 0,3125 J.
O aluno acredita que a energia numericamente coincide com a corrente, ou seja, não aplicou a fórmula e tomou o valor de I como resposta.
Raio-X da questão
energia magnética na bobina
avaliacao
fórmula da energia magnética · indutância e corrente
Revisar a fórmula da energia armazenada em indutores.
O aluno pode confundir a fórmula e calcular a energia magnética incorretamente, resultando em um valor que não corresponde à aplicação correta dos dados.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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