Ciências da Natureza e suas Tecnologias
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Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e5c02

Question Statement
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
#Eletromagnetismo
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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)

A

número de espiras.

Correct
B

frequência de giro.

C

intensidade do campo magnético.

D

área das espiras.

E

diâmetro do fio.

Official Explanation / Community Explanations

A tensão máxima em um gerador de espiras girantes é dada por , onde é a velocidade angular. A corrente de curto-circuito é , onde é a resistência total do circuito, que depende do diâmetro do fio (quanto maior o diâmetro, menor a resistência). Para dobrar mantendo constante, é necessário que também dobre, pois . Dobrar o número de espiras dobra e também dobra a resistência (já que o comprimento do fio dobra), mantendo inalterado. As outras opções alteram mas não alteram na mesma proporção: dobrar a frequência dobra mas não altera , então dobra; dobrar o campo dobra mas não altera , então dobra; dobrar a área dobra mas não altera , então dobra; dobrar o diâmetro do fio reduz a resistência (aumenta a área da seção transversal), o que aumentaria ainda mais, não mantendo constante.