Em uma escova dental elétrica recarregável, um pequeno motor de corrente contínua movimenta a cabeça da…
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
Em uma escova dental elétrica recarregável, um pequeno motor de corrente contínua movimenta a cabeça da escova. No interior do motor, uma bobina pode girar entre os polos de um ímã permanente. Quando a corrente percorre a bobina, seus dois lados imersos no campo magnético sofrem forças em sentidos opostos. Um comutador inverte o sentido da corrente na bobina a cada meia volta do rotor. Com base no funcionamento descrito, explique como as forças magnéticas sobre os lados da bobina produzem torque no rotor, justifique por que o comutador deve inverter a corrente a cada meia volta e relacione esse processo ao movimento contínuo da cabeça da escova.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Nos dois lados opostos da bobina, as forças magnéticas têm sentidos contrários. Como atuam em pontos diferentes do eixo de rotação, elas formam um par de forças que produz torque, fazendo o rotor girar. Após meia volta, se a corrente mantivesse o mesmo sentido, a orientação das forças passaria a produzir torque contrário ao sentido de rotação. O comutador inverte a corrente nesse instante, invertendo também as forças e mantendo o torque no mesmo sentido. Assim, o rotor continua girando e transmite movimento contínuo à cabeça da escova.
Explicação
A interação entre a corrente na bobina e o campo do ímã gera forças que formam um par e produzem torque. A inversão periódica da corrente impede que o torque se oponha à rotação, mantendo o movimento da escova.
Raio-X da questão
Força magnética em motor de corrente contínua.
Relacionar força mag
Sentido da força magnética sobre um condutor com corrente. · Efeito de rotação produzido por forças aplicadas em lados opostos.
Torque produzido por um par de forças.
Afirmar que a inversão da corrente interrompe a rotação, em vez de manter o torque no mesmo sentido.
Tecnologias digitais e equipamentos de uso cotidiano.
Escova dental elétri
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