Considere uma única espira de N = 100 voltas (uma aproximação teórica) com área A = 0,050 m² submetida a…
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
Considere uma única espira de N = 100 voltas (uma aproximação teórica) com área A = 0,050 m² submetida a B(t)=B0·sin(?t), com B0 = 0,10 T e ? = 200 rad/s. Explique qualitativamente como a fem varia no tempo e calcule a amplitude máxima da fem induzida. Comente a diferença de fase entre fem e fluxo magnético.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fluxo F(t)=N·A·B0·sin(?t). Fem e(t)=-dF/dt = -N·A·B0·?·cos(?t). A amplitude emax = N·A·B0·? = 100·0,050·0,10·200 = 100 V. A fem está defasada de 90° em relação ao fluxo e antecede ou sucede conforme o sinal de derivada; o sinal negativo exprime a oposição ao variação (lei de Lenz).
Explicação
A explicação se baseia na relação entre fluxo magnético e força eletromotriz (fem) induzida, que é derivada do fluxo em relação ao tempo. A amplitude máxima da fem é obtida multiplicando o número de voltas, a área da espira, a intensidade do campo magnético e a frequência angular. A defasagem de 90° entre a fem e o fluxo magnético é uma característica fundamental do fenômeno, refletindo a oposição à variação do fluxo conforme descrito pela lei de Lenz.
Raio-X da questão
fem induzida em espira
avaliacao
lei de Faraday · fluxo magnético
Revisar a lei de Faraday e a relação entre fluxo magnético e fem.
O aluno pode confundir a relação entre a variação do fluxo magnético e a fem induzida, não considerando a fase entre eles.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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