Uma espira quadrada com N = 100 voltas e lado a = 0,10 m (A = a²) gira com velocidade angular ? = 50 rad/s em…
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 espira quadrada com N = 100 voltas e lado a = 0,10 m (A = a²) gira com velocidade angular ? = 50 rad/s em campo B = 0,60 T; a espira está conectada a R = 5,0 O. Determine: (a) e_max; (b) I_max; (c) expressão de potência instantânea p(t) e potência média dissipada no resistor.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A = a² = 0,10² = 0,01 m². (a) e_max = N A B ? = 100·0,01·0,60·50 = 30 V. (b) I_max = e_max / R = 30 / 5,0 = 6,0 A. (c) e(t)=e_max sin(? t); i(t)=e_max/R·sin(? t). Potência instantânea p(t)=i²(t) R = (e_max²/R) sin²(? t). Potência média ?P? = (e_max²/(R))·?sin²? = (e_max²/(R))·1/2 = (30²/5,0)·0,5 = (900/5)·0,5 = 180·0,5 = 90 W.
Explicação
A resposta apresenta os cálculos necessários para determinar a força eletromotriz máxima, a corrente máxima e a potência dissipada em um resistor, utilizando as fórmulas apropriadas da eletromagnetismo. A expressão da potência instantânea é derivada da relação entre corrente e tensão, considerando a variação sinusoidal ao longo do tempo. A potência média é calculada levando em conta a média do quadrado da corrente ao longo de um ciclo, resultando em um valor que representa a energia dissipada no resistor.
Raio-X da questão
indução eletromagnética
avaliacao
indução eletromagnética · circuitos elétricos
Revisar a lei de Faraday e circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a relação entre a força eletromotriz e a corrente, aplicando a fórmula errada para calcular a corrente máxima.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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