Explique como um gerador elétrico por indução converte energia mecânica em energia elétrica. Considere uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Explique como um gerador elétrico por indução converte energia mecânica em energia elétrica. Considere uma bobina com N = 200 espiras, área A = 4.0e-3 m² exposta a um campo magnético B(t) = 0.60·sin(?t) T com ? = 120p rad/s e resistência do circuito R = 10 O. (a) Determine a fem máxima e a potência média entregue ao circuito. (b) Discuta dois impactos socioambientais positivos e dois negativos da implantação local dessa tecnologia.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) Pela lei de Faraday e(t) = -N·A·dB/dt = -N·A·B0·?·cos(?t). A amplitude (fem máxima) e_max = N·A·B0·? = 200·4.0e-3·0.60·(120p) ˜ 1.81×10^2 V. e_rms = e_max/v2 ˜ 1.28×10^2 V. Potência média dissipada no resistor P = V_rms^2 / R ˜ (128 V)^2 / 10 O ˜ 1.64×10^3 W (˜1.64 kW). b) Impactos positivos: (1) geração renovável reduz emissão de CO2; (2) produção local de energia aumenta autonomia energética. Impactos negativos: (1) construção/infrastructure pode alterar habitats e cursos d'água; (2) fabricação e descarte de materiais (ímanes, cobre) gera impactos ambientais e sociais se não tratados.
Explicação
1) Aplicar Faraday: e_max = N·A·B0·?. 2) Calcular e_max com valores dados; obter e_rms = e_max/v2. 3) Calcular P = V_rms^2 / R. 4) Avaliar impactos listando efeitos ambientais (ecologia, recursos) e sociais (autonomia, economia local).
Raio-X da questão
gerador elétrico por indução
avaliacao
lei de Faraday · circuitos elétricos
Revisar os princípios de indução eletromagnética e suas aplicações.
O aluno pode confundir a relação entre a variação do campo magnético e a corrente induzida, não aplicando corretamente a lei de Faraday.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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