Questões de Concurso
Sobre indução e transformadores elétricos em física
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Em um laboratório de eletromecânica, um professor testa um freio magnético por indução para avaliar perdas e esforços mecânicos em um protótipo de atuador linear. O dispositivo consiste em um trilho condutor rígido, disposto na horizontal, formando um circuito fechado. Uma barra condutora móvel fecha o circuito e é puxada para a direita com velocidade constante v, mantendo contato elétrico com os trilhos, conforme ilustra a figura a seguir.
Figura – Diagrama ilustrativo do trilho condutor (resistência desprezível) com barra móvel de resistência R,
deslocando-se com velocidade v em campo magnético uniforme
entrando no plano (símbolo ⊗)

A resistência elétrica da barra é R e a resistência do restante do trilho é desprezível. Um campo magnético
uniforme
entra no plano do desenho em toda a região do circuito (perpendicular ao plano). Despreze
atritos mecânicos, efeitos de borda e variação de B.
Com base nessas informações, determine o módulo da força magnética de resistência indutiva (força que se opõe ao movimento) que atua sobre a barra e assinale a alternativa correta.
Nessas condições, assinale a alternativa que apresenta a forma de onda de tensão Vbob medida nos terminais da bobina utilizando um osciloscópio.
No que se refere aos conceitos básicos de eletromagnetismo, julgue o item subsequente.
De acordo com a lei de Faraday, a força eletromotriz induzida em um condutor é inversamente proporcional à variação de fluxo magnético à qual ele esteja submetido.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente a força eletromotriz média que é induzida na bobina nesse intervalo. Assuma que o campo magnético no entreferro do eletroímã é espacialmente uniforme, onde apenas o seu módulo varia em função do tempo:
Considere a permeabilidade magnética do vácuo como 12,5 × 10– 7 H/m.
Qual a indutância resultante do indutor?
Considerando que não há resistência do ar, que a gravidade é 10,0 m/s2 e que as outras forças sobre o retângulo sejam constantes, é correto afirmar que:
onde B0 e α são constantes positivas. O campo
é paralelo ao eixo z, que passa pelo centro da esfera,
e varia uniformemente com o tempo. Devido à simetria azimutal imposta por
, o campo elétrico
induzido
possui direção azimutal
e módulo constante sobre qualquer circunferência de raio
p centrada no eixo z. Restrinja a análise ao plano equatorial da esfera (θ = π/2), em que a
coordenada radial cilíndrica p coincide com a distância r ao centro da esfera, utilize a Lei de
Faraday-Lenz na forma integral
e determine a expressão do módulo do campo elétrico induzido para pontos internos à esfera no plano equatorial (r < R).
Admitindo que o solenoide seja ideal e desprezando efeitos de borda, assinale a alternativa que indica corretamente o comprimento total do fio necessário à confecção das espiras deste solen oide.
Adote μ0 = 4π x 10-7 T.m/A
Considerando essas informações e que, em certo instante inicial, a espira tenha seu eixo central alinhado com o campo magnético, assinale a opção que indica corretamente o fluxo magnético através da espira 2,005 segundos depois deste instante inicial.
(I) Cargas de sinais opostos se atraem e de sinais semelhantes se repelem de acordo com a lei do inverso do quadrado da distância;
(II) A carga de um condutor isolado se desloca para sua superfície;
(III) Se movimentarmos um imã na direção de uma espira, nela se formará uma corrente elétrica
Assinale a alternativa que descreve, correta e respectivamente, quais, entre as leis que compõem as equações de Maxwell, estas observações fundamentam.
I. O fluxo magnético trata-se de um conceito relacionado ao número de linhas de campo magnético que atravessam determinada superfície de área “s”.
II. A corrente elétrica induzida em um circuito gera um campo magnético que se opõe à variação do fluxo magnético que induz essa corrente.
III. A força eletromotriz e a corrente induzida geram um campo magnético cujo sentido, dado pela regra da mão direita, opõe-se ao movimento do imã.
O professor ainda comenta que o fenômeno está diretamente relacionado à variação do fluxo magnético no tempo. Com base nessa explicação, assinale a alternativa que identifique, corretamente, a lei física envolvida e sua justificativa.
Com base nas leis de Ampère e de Faraday, julgue o item a seguir.
Segundo a Lei de Faraday, é possível induzir corrente elétrica em uma espira metálica simplesmente mantendo‑a parada dentro de um campo magnético uniforme e constante, sem qualquer variação.
A intensidade desse campo tem o mesmo valor em todos os pontos, mas varia com o tempo t, de modo que o fluxo magnético através do anel é dado por φ (t) = B0 + α . t-1/2) . S . cos θ, sendo B0 e α constantes.
A corrente elétrica que percorre o anel, em função do tempo, é dada pela expressão:
A cada volta completa da bobina, durante um período T, o valor absoluto da fem induzida (∈) será obtido da expressão
Primeiramente um imã é subitamente empurrado para dentro de uma bobina com duas espiras. Em seguida, o mesmo imã é subitamente empurrado para dentro de uma bobina com quatro espiras.
(Hewitt, Paul G. Física Conceitual . Editora Bookman, 2015. Acesso em 23.03.2025. Adaptado)
Note-se que, no segundo experimento, uma voltagem duas vezes maior do que a voltagem do primeiro experimento é induzida na bobina com mais espiras. As voltagens induzidas e registradas nesses experimentos são proporcionais ao número de espiras e a quão rapidamente as linhas de campo magnético estão entrando ou saindo da bobina.
A indução eletromagnética é resumida pela Lei de