Como obter mais energia de um gerador caseiro? Um estudante construiu um modelo em que uma bobina circular de…
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
Como obter mais energia de um gerador caseiro? Um estudante construiu um modelo em que uma bobina circular de 150 espiras e área de 0,02 m2 gira em um campo magnético uniforme de 0,4 T com velocidade angular constante de 100 rad/s. Ele observou que a tensão induzida média segue a relação E = N·B·A·?. Para melhorar o desempenho, sugeriu-se aumentar o número de espiras, a intensidade do campo, a área da bobina ou a resistência do circuito. Analise o texto-base e identifique qual medida não altera a tensão induzida na bobina de acordo com o princípio de funcionamento do gerador.
- A) Aumentar a resistência do circuito
- B) Aumentar a intensidade do campo magnético
- C) Aumentar a velocidade angular de rotação
- D) Aumentar o número de espiras da bobina
- E) Aumentar a área da bobina
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede. Procura-se a medida que NÃO altera a tensão induzida na bobina. Passo 2: Pela lei de Faraday-Neumann, a tensão média de uma bobina girante em campo uniforme é E = N·B·A·ω, em que ω (ômega) é a velocidade angular. O símbolo que falta no texto é ω. Passo 3: Analise cada grandeza da fórmula. N (espiras), B (campo), A (área) e ω (velocidade angular) multiplicam a tensão, então aumentá-las aumenta E. Passo 4: A resistência do circuito não aparece na fórmula. Ela determina a corrente que circula pelo circuito (i = E/R), mas não a força eletromotriz gerada. Logo, aumentar a resistência não altera a tensão induzida. Passo 5: Com os dados do enunciado, E = 150 · 0,4 · 0,02 · 100 = 120 V, valor que permanece o mesmo se a resistência for alterada. Passo 6: Conclusão: a alternativa correta é A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as demais estão erradas: B aumenta E porque a tensão é proporcional a B; C aumenta E porque a tensão é proporcional a ω; D aumenta E porque a tensão é proporcional a N; E aumenta E porque a tensão é proporcional a A.
💡 Dica: Analise a fórmula e relacione cada variável com a tensão induzida.
Alternativa por alternativa
A resistência não entra na relação E = N·B·A·?, logo não altera a tensão induzida gerada.
Acredita que, por o campo ser uniforme e constante, sua intensidade não influencia a força eletromotriz. Ignora que o fluxo magnético é proporcional a B·A e que a tensão cresce com B.
Pensa que a velocidade angular só altera a frequência de rotação e não a tensão. Não percebe que quanto mais rápido a bobina gira, maior a taxa de variação do fluxo e maior a tensão induzida.
Acha que mais espiras apenas aumentam a corrente ou a potência, mas não a tensão. Não associa que cada espira contribui com sua própria força eletromotriz, somadas em série.
Imagina que uma área maior não ajuda porque tornaria a bobina mais pesada ou difícil de girar, misturando um aspecto mecânico com a relação elétrica. Não reconhece que A entra diretamente na fórmula da tensão.
Raio-X da questão
tensão induzida em gerador
avaliacao
indução eletromagnética básica · campo magnético e força eletromotriz
estude o princípio da indução eletromagnética e fatores que influenciam a tensão induzida
Confundir resistência do circuito com variáveis que afetam diretamente a tensão induzida, como campo magnético ou número de espiras.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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