Uma bobina com N = 200 voltas e área A = 1,0×10?² m² gira com velocidade angular ? = 100 rad/s em 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
Uma bobina com N = 200 voltas e área A = 1,0×10?² m² gira com velocidade angular ? = 100 rad/s em campo magnético uniforme B = 0,40 T; o eixo de rotação é perpendicular a B. Calcule a fem máxima e_max usando e_max = N A B ? (V).
- A) e_max = 60 V
- B) e_max = 100 V
- C) e_max = N A B ? = 200·1,0×10?²·0,40·100 = 80 V.
- D) e_max = 200 V
- E) e_max = 50 V
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: N = 200 voltas, A = 1,0×10^-2 m², B = 0,40 T, ω = 100 rad/s. O eixo de rotação é perpendicular a B, então o fluxo varia com o seno do ângulo e a fem é máxima quando o cosseno é 1, o que dá a fórmula e_max = N·A·B·ω.
- Calcule N·A = 200 · 0,01 = 2.
- Multiplique por B: 2 · 0,40 = 0,80.
- Multiplique por ω: 0,80 · 100 = 80. Logo e_max = 80 V.
- Compare com as alternativas. A alternativa C traz exatamente esse valor, 80 V, e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (60 V) não corresponde a nenhum produto correto dos dados; B (100 V) e D (200 V) e E (50 V) também não resultam da multiplicação N·A·B·ω com os valores do enunciado.
💡 Dica: Aplique a fórmula da fem máxima diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno errou a multiplicação dos fatores, obtendo um produto intermediário incorreto que não corresponde a N·A·B·ω.
Por que engana: Confundir a fórmula da força eletromotriz máxima, utilizando valores incorretos ou não aplicando corretamente a multiplicação dos parâmetros.
O aluno arredondou o produto parcial 2 · 0,40 = 0,80 para 1 e depois multiplicou por 100, chegando a 100 V.
Multiplica-se N (200) pela área (0,01 m²), pelo B (0,40 T) e por ? (100 rad/s): 200·0,01·0,40·100 = 80 V, fórmula direta da fem máxima.
O aluno esqueceu que a fem depende do campo magnético B e calculou apenas N·A·ω = 2 · 100 = 200 V.
O aluno confundiu a fem máxima com um valor médio ou eficaz, dividindo o resultado por 2 (ou usando metade do campo), e obteve 50 V.
Raio-X da questão
força eletromotriz máxima
avaliacao
cálculo de força eletromotriz · lei de Faraday
Revisar a fórmula da força eletromotriz em uma bobina giratória.
Confundir a fórmula da força eletromotriz máxima, utilizando valores incorretos ou não aplicando corretamente a multiplicação dos parâmetros.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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