Ciências da NaturezaENEM 2017Nível 3
Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante construiu 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)
Fonte: ENEM 2017 · questão 127 · INEP.
Anúmero de espiras.✓ correta
Bfrequência de giro.
Cintensidade do campo magnético.
Dárea das espiras.
Ediâmetro do fio.
Resposta correta: alternativa A
💡 Explicação
A tensão máxima do gerador é $V=N\,B\,A\,2\pi f$, e a corrente de curto é $i=V/R$, sendo $R$ a resistência do fio, proporcional ao comprimento total, ou seja, a $N$. Ao dobrar o número de espiras $N$, $V$ dobra, mas $R$ também dobra, então $i=V/R$ fica igual. Dobrar $f$, $B$ ou $A$ dobraria $V$ sem alterar $R$, o que dobraria também a corrente — por isso a resposta é o número de espiras.Questão enviada por Marcelo Merreles ao banco público do Canetinha.