ENEM 2017 · Ciências da Natureza · Física
Questão 133 do ENEM 2017
Resposta: letra A. Para dobrar a tensão mantendo a corrente de curto constante, basta dobrar o número de espiras, pois V ∝ N e i não depende de N.
Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante constrói um pequeno gerador utilizando:
* \-um fio de cobre de diâmetro D enrolado em N espiras circulares de área A;
* \-dois ímãs que criam no espaço entre eles um campo magnético uniforme de intensidade B; e
* \-um sistema de engrenagens que lhe permite girar as espiras em torno de um eixo com uma frequência f.
Ao fazer o gerador funcionar, o estudante obteve uma tensão máxima V e uma corrente de curto-circuito i.
Para dobrar o valor da tensão máxima V do gerador mantendo constante o Valor da corrente de Curto i, o estudante deve dobrar o(a)
- ANúmero de espiras.Resposta correta
- BFrequência de giro.
- CIntensidade do campo magnético.
- DÁrea das espiras.
- EDiâmetro do fio.
Como resolver a questão 133 passo a passo?
O conceito que resolve
A tensão gerada por um indutor em movimento é proporcional ao produto do número de espiras, intensidade do campo magnético, área da espira e frequência de rotação. A corrente de curto depende da resistência interna, que varia com a área da espira, campo, frequência e diâmetro do fio, mas não com o número de espiras.
Como chegar na resposta
- V ∝ N·B·A·f, enquanto i ∝ B·A·f·D².
- A única variável que aparece em V e não em i é N.
- Dobrar N dobra V, mas i permanece inalterado.
- Portanto, a alternativa correta é a número de espiras.
Por que cada alternativa
- ADobrar o número de espiras dobra V sem alterar i, pois i não depende de N.
- BDobrar a frequência f dobra V, mas também dobra i, pois i ∝ f.
- CDobrar a intensidade do campo B dobra V, mas também dobra i, pois i ∝ B.
- DDobrar a área das espiras A dobra V, mas também dobra i, pois i ∝ A.
- EDobrar o diâmetro do fio D aumenta i, pois i ∝ D², então não mantém i constante.
O que estudar se você errou
Verifique que a corrente de curto depende da resistência interna, que não varia com o número de espiras.
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