Uma bobina de N = 200 voltas e área A = 2,0×10^-3 m² está em campo magnético que decresce de 0,80 T para 0,20…
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 N = 200 voltas e área A = 2,0×10^-3 m² está em campo magnético que decresce de 0,80 T para 0,20 T em ?t = 0,30 s. O vetor B permanece perpendicular à área. Calcule o valor médio da f.e.m. induzida (módulo) usando e = |N·?F/?t| e F = B·A.
- A) e = 0,80 V (módulo)
- B) e = 1,0 V
- C) e = 5,0 V
- D) e = 0,60 V
- E) e = 0,40 V
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. N = 200 voltas, A = 2,0×10^-3 m², B inicial = 0,80 T, B final = 0,20 T, intervalo de tempo de 0,30 s. O campo é perpendicular à área, então F = B·A.
- Calcule a variação do campo: ΔB = 0,20 - 0,80 = -0,60 T (o sinal indica diminuição, mas o módulo é 0,60 T).
- Calcule a variação do fluxo: |ΔF| = |ΔB|·A = 0,60 × 2,0×10^-3 = 1,2×10^-3 Wb.
- Aplique a fórmula da f.e.m. média: e = N·|ΔF|/Δt = 200 × 1,2×10^-3 / 0,30 = 0,24 / 0,30 = 0,80 V.
- Conclusão: a alternativa A (0,80 V) está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa B (1,0 V) resulta de usar o campo inicial em vez da variação. A alternativa C (5,0 V) não corresponde a nenhuma etapa correta do cálculo. A alternativa D (0,60 V) é apenas o valor de ΔB, sem multiplicar pela área, pelo número de voltas e dividir pelo tempo. A alternativa E (0,40 V) surge de um fator 1/2 indevido no cálculo.
💡 Dica: Aplique a fórmula da f.e.m. induzida com os dados fornecidos.
Alternativa por alternativa
?B = 0,20-0,80 = -0,60 T ? ?F = A·?B = 2,0×10^-3 m² × (-0,60 T) = -1,2×10^-3 Wb. |e| = |N·?F/?t| = |200×(-1,2×10^-3)/0,30| = 0,80 V.
Provavelmente usou o campo inicial de 0,80 T no lugar da variação de 0,60 T, ignorando que o campo decresce e que o fluxo varia apenas pela diferença.
Por que engana: O aluno pode confundir a variação do campo magnético com a área da bobina, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Provavelmente errou o cálculo do fluxo ou a divisão por Δt, obtendo um valor de ordem de grandeza muito maior que o correto, sem relação com a conta da f.e.m. média.
Confundiu a f.e.m. com a própria variação do campo magnético, tomando ΔB = 0,60 T como resposta e desprezando área, número de voltas e tempo.
Aplicou um fator 1/2 sem justificativa, como se estivesse usando uma fórmula de média ou de área de triângulo, o que reduz o valor correto pela metade.
Raio-X da questão
f.e.m. induzida
avaliacao
lei de Faraday · cálculo de variação de campo
Revisar a lei de Faraday e o conceito de indução eletromagnética.
O aluno pode confundir a variação do campo magnético com a área da bobina, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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