ENEM 2017 - Questão resolvida #16

(ENEM 2017) 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. b) frequência de giro. c) intensidade do campo magnético. d) área das espiras. e) diâmetro do fio.

Devemos dobrar a tensão $V$ sem alterar a corrente de curto $i$. Na Lei de Ohm,

\begin{equation} V = R i \vg \end{equation}

podemos observar que, se fixarmos a corrente $i$ e dobrarmos a tensão $V$, o valor da resistência $R$ deverá ser dobrado para que a igualdade continue sendo satisfeita.

Para um fio de cobre, essa resistência pode ser determinada através da seguinte relação:

\begin{equation} R=\rho \frac{L}{A} \vg \end{equation}

onde, no caso, a área transversal $A$ do fio e sua condutividade $\rho$ são valores fixados. Assim, para dobrar a resistência $R$, o comprimento $L$ do fio deve ser dobrado; e, ao dobrar o comprimento do fio, estaremos dobrando o número de espiras do gerador.

Resposta: a.

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