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Questão 85 (CFS 2) da EEAR 2021

CFS 2 · Física: Indução eletromagnética e transformadores

– O gráfico a seguir representa o comportamento do fluxo magnético através de uma espira imersa em um campo magnético uniforme, em função do tempo. Em qual(ais) intervalo(s) de tempo, um amperímetro, ligado aos terminais da espira, não acusará passagem de corrente elétrica?

Gráfico de linha do fluxo magnético Phi em webers (Wb) versus tempo t em segundos (s). O gráfico inicia na origem (0, 0), sobe linearmente até atingir 0,001 Wb em t = 0,1 s, mantém-se constante no valor de 0,001 Wb de t = 0,1 s até t = 0,3 s (com uma linha tracejada marcando também t = 0,2 s), e desce linearmente de t = 0,3 s até zero em t = 0,4 s.

  1. A
    Entre 0,1 s e 0,3 s.
  2. B
    Entre 0,1 s e 0,4 s.
  3. C
    Entre 0 s e 0,1 s e entre 0,3 s e 0,4 s.
  4. D
    Entre 0,1 s e 0,2 s e entre 0,3 s e 0,4 s.
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Resolução comentada

Pela Lei de Faraday, a fem induzida na espira é \varepsilon = -\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}. Só há corrente quando o fluxo varia com o tempo. Se o fluxo é constante, \Delta\Phi = 0, então \varepsilon = 0 e o amperímetro não acusa corrente.

Analisando cada trecho do gráfico:

  1. De 0 a 0,1 s: o fluxo sobe de 0 a 0,001 Wb, então varia e há corrente. Nesse trecho \varepsilon = -\dfrac{0{,}001}{0{,}1} = -0{,}01\ \text{V} em módulo 0{,}01\ \text{V}.
  2. De 0,1 s a 0,3 s: o fluxo fica constante em 0,001 Wb, então \Delta\Phi = 0 e não há corrente.
  3. De 0,3 s a 0,4 s: o fluxo cai de 0,001 Wb a 0, então há corrente, de sentido oposto ao do primeiro trecho. Nesse trecho \varepsilon = -\dfrac{0-0{,}001}{0{,}1} = +0{,}01\ \text{V}.

Portanto, o único intervalo sem corrente é o patamar horizontal, entre 0,1 s e 0,3 s. A linha tracejada em 0,2 s é só uma marcação e não muda nada: o fluxo continua constante antes e depois dela.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa C engana quem confunde a pergunta: ela lista os intervalos com corrente, e a questão pede o intervalo sem corrente.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Binclui o trecho de 0,3 s a 0,4 s, em que o fluxo diminui e portanto há corrente induzida.
  • Cinverte a pergunta: são os intervalos em que o fluxo varia e há corrente, não os sem corrente.
  • Ddivide o patamar em dois pedaços por causa da marca em 0,2 s e inclui um trecho com fluxo variando (0,3 s a 0,4 s).

Assunto: Indução eletromagnética e transformadores.

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Fonte: EEAR 2021 · CFS 2. Prova oficial ↗