Uma bobina retangular simples (N = 1) tem lados a = 0,10 m e b = 0,05 m, está em campo magnético uniforme B =…
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 retangular simples (N = 1) tem lados a = 0,10 m e b = 0,05 m, está em campo magnético uniforme B = 0,20 T e é percorrida por corrente I = 2,0 A em posição que maximiza o torque (ângulo entre plano da bobina e B é 90°). a) Calcule o torque inicial t. b) Preveja quantitativamente o novo torque se a corrente dobrar. c) Explique qualitativamente o que ocorre com o sentido do torque se a direção do campo B for invertida.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) Área A = a·b = 0,10·0,05 = 0,005 m². Torque t = N·I·A·B·sin? = 1·2,0·0,005·0,20·1 = 0,002 N·m. b) Se I dobrar para 4,0 A, t = 4,0·0,005·0,20 = 0,004 N·m (torque dobra). c) Inverter B inverte o sentido do torque (sinal), mantendo a mesma magnitude; assim o sentido de rotação do motor se inverte.
Explicação
O cálculo do torque considera a área da bobina, a corrente e o campo magnético, resultando em um torque que é diretamente proporcional à corrente. Quando a corrente dobra, o torque também dobra, pois todos os outros fatores permanecem constantes. A inversão do campo magnético altera a direção da força que atua na bobina, fazendo com que o sentido do torque também se inverta, mas sem alterar sua magnitude.
Raio-X da questão
torque em bobinas
avaliacao
torque em circuitos elétricos · campo magnético e corrente
Revisar a relação entre corrente, torque e campo magnético em bobinas.
O aluno pode confundir a relação entre a corrente e o torque, acreditando que dobrar a corrente não afeta o torque de forma proporcional.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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