Tabela — dados de um gerador experimental: N = 200 voltas | A = 0,05 m² | ? = 120 rad/s B = 0,02 T. Calcule 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
Tabela — dados de um gerador experimental: N = 200 voltas | A = 0,05 m² | ? = 120 rad/s B = 0,02 T. Calcule a fem máxima E0 = N·A·B·? e a tensão eficaz (Vrms). Avalie se basta para 220 V RMS e proponha duas modificações quantitativas ou de projeto.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
E0 = N·A·B·? = 200·0,05·0,02·120 = 24 V. Vrms = E0/v2 ˜ 24/1,414 = 17,0 V. Não é suficiente para 220 V RMS. Para obter 220 V RMS seria preciso E0 ˜ 220v2 ˜ 311 V (fator ˜13). Duas modificações: aumentar N em ~13 vezes (N˜2600) ou aumentar B para ˜0,26 T; alternativamente aumentar ? para ˜1560 rad/s ou usar transformador elevador após o estágio gerador.
Explicação
O cálculo da fem máxima E0 e da tensão eficaz Vrms foi realizado corretamente, mostrando que a tensão gerada não é suficiente para atender à demanda de 220 V RMS. As modificações propostas, como aumentar o número de voltas ou a intensidade do campo magnético, são viáveis para aumentar a tensão gerada. Alternativamente, o uso de um transformador elevador é uma solução prática para alcançar a tensão desejada sem alterar o gerador.
Raio-X da questão
força eletromotriz
avaliacao
força eletromotriz · cálculo de tensão eficaz
Revisar os conceitos de força eletromotriz e tensão eficaz em circuitos elétricos.
O aluno pode confundir a força eletromotriz máxima com a tensão eficaz, não aplicando corretamente a fórmula para calcular Vrms.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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