Um enrolamento de N = 50 espiras tem o fluxo magnético por espira reduzido de 2,0×10^-2 Wb para 5,0×10^-3 Wb…
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
Um enrolamento de N = 50 espiras tem o fluxo magnético por espira reduzido de 2,0×10^-2 Wb para 5,0×10^-3 Wb em 0,05 s. Calcule o valor absoluto da fem média induzida no enrolamento.
- A) A fem média induzida é 20 V pois o fluxo total aumenta.
- B) A fem média induzida é 5 V, visto que o tempo não influencia.
- C) 15 V
- D) A fem média induzida é 10 V porque N é o único fator relevante.
- E) A fem média induzida é 30 V, pois o fluxo é sempre positivo.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. N = 50 espiras, fluxo inicial por espira = 2,0×10^-2 Wb, fluxo final por espira = 5,0×10^-3 Wb, intervalo de tempo = 0,05 s. Pela lei de Faraday-Lenz, a fem média é o módulo de N vezes a variação do fluxo por espira, dividido pelo intervalo de tempo.
- Calcule a variação do fluxo por espira. ΔΦ = 5,0×10^-3 - 2,0×10^-2 = -1,5×10^-2 Wb. O sinal negativo indica diminuição do fluxo, mas o valor absoluto é 1,5×10^-2 Wb.
- Multiplique pelo número de espiras. N × |ΔΦ| = 50 × 1,5×10^-2 = 0,75 Wb.
- Divida pelo intervalo de tempo. fem = 0,75 / 0,05 = 15 V.
- Conclusão. A alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque o fluxo diminui, e não aumenta. A alternativa B está errada porque o tempo entra diretamente na taxa de variação. A alternativa D está errada porque N sozinho não determina a fem, que depende também da variação do fluxo e do tempo. A alternativa E está errada porque o fluxo pode ser variado e sua variação, não seu valor positivo, define a fem.
💡 Dica: Use a fórmula da fem induzida para calcular.
Alternativa por alternativa
Assume que a fem depende apenas do fluxo inicial e ainda afirma que o fluxo aumenta, quando na verdade ele diminui de 2,0×10^-2 para 5,0×10^-3 Wb. Ao usar 2,0×10^-2 Wb diretamente, obtém 50 × 2,0×10^-2 / 0,05 = 20 V.
Por que engana: O aluno pode confundir a variação do fluxo magnético e o número de espiras, levando a um cálculo incorreto da fem induzida.
Usa apenas o fluxo final (5,0×10^-3 Wb) no cálculo, ignorando a variação, e acredita que o intervalo de tempo não influencia a fem, quando a fem é a taxa de variação do fluxo.
Pela lei de Faraday e = -N·?F/?t. ?F = 5,0×10^-3 - 2,0×10^-2 = -1,5×10^-2 Wb; |e| = 50·0,015/0,05 = 15 V.
Acredita que o número de espiras basta para determinar a fem e ignora o fluxo e o tempo, como se a fem fosse proporcional apenas a N. Isso não corresponde à lei de Faraday, que relaciona N à variação do fluxo dividida pelo tempo.
Confunde o sinal da variação do fluxo com o valor do próprio fluxo, supondo que um fluxo positivo sempre gera fem de mesmo sinal e somando ou manipulando valores de fluxo de forma incorreta, o que leva a 30 V. Não trata a variação do fluxo como a grandeza que determina a fem.
Raio-X da questão
fem induzida
avaliacao
lei de Faraday · fluxo magnético
Revisar a lei de Faraday sobre indução eletromagnética.
O aluno pode confundir a variação do fluxo magnético e o número de espiras, levando a um cálculo incorreto da fem induzida.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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