Um engenheiro está projetando um gerador elétrico que utiliza um campo magnético de 0,5 T e uma espira de 0,2…
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 engenheiro está projetando um gerador elétrico que utiliza um campo magnético de 0,5 T e uma espira de 0,2 m². Calcule a tensão induzida na espira quando ela é girada em 90° em 2 segundos. Use a Lei de Faraday.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A tensão induzida é dada por E = -dF/dt, onde F = B·A·cos(?). Para ? inicial = 0° e ? final = 90°, dF = B·A·(cos(0°) - cos(90°)) = 0,5 T · 0,2 m² · (1 - 0) = 0,1 Wb. Portanto, E = -0,1 Wb / 2 s = -0,05 V.
Explicação
A tensão induzida é calculada pela variação do fluxo magnético através da espira ao longo do tempo. A mudança no fluxo ocorre devido à rotação da espira, que altera o ângulo entre o campo magnético e a área da espira, resultando em uma diferença no valor do fluxo magnético. A aplicação da Lei de Faraday permite determinar a tensão induzida a partir dessa variação de fluxo, levando em conta o tempo de rotação.
Raio-X da questão
tensão induzida
avaliacao
Lei de Faraday · campo magnético
Revisar a Lei de Faraday e o cálculo de tensão induzida em espiras.
O aluno pode confundir a direção do movimento da espira e calcular a tensão induzida incorretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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