Questões de Concurso sobre Indução e Transformadores Elétricos

Dois fios condutores metálicos e paralelos, percorridos por uma corrente elétrica interagem entre si por meio de uma força magnética. A figura que representa essa interação é:

Sobre uma bancada de um laboratório, foram dispostos um condutor retilíneo R e três espiras condutoras circulares A, B e C, conforme a disposição mostrada na figura a seguir.

Considere que:

1 – não há contato elétrico entre a espira B e o condutor R, todas as espiras estão tangentes à linha tracejada, o condutor retilíneo está perpendicular à linha tracejada e também sobre o centro da espira B;

2 – foram omitidas no desenho as fontes geradoras das correntes elétricas;

3 – adotou-se o sentido convencional da corrente elétrica;

4 – as correntes elétricas nas bobinas têm a mesma intensidade i e no condutor retilíneo tem a intensidade iR;

5 – o condutor retilíneo e as espiras são considerados ideais, coplanares e de espessuras desprezíveis.

Nas condições geométricas citadas acima, sem alterar os sentidos das correntes elétricas indicadas na figura e considerando somente as regiões no centro das espiras, se for ajustada somente a intensidade da corrente iR, em uma determinada relação de iR/i, será possível o campo magnético gerado por iR anular o campo gerado _______.

Duas espiras circulares, concêntricas e coplanares de raios R₁ = 2$\pi$ m e R₂ = 4$\pi$ m são percorridas, respectivamente, por correntes de intensidades i₁ = 6 A e i ₂ = 8 A, conforme mostra o desenho.

A intensidade (módulo) do vetor indução magnética no centro das espiras “O” é

Dado: o meio é o vácuo e a permeabilidade magnética do vácuo µo = 4$\pi$ · 10^-7$\frac{T.m}{A}$

Desenho Ilustrativo - Fora de Escala

Três transformadores monofásicos são associados para constituir um transformador de distribuição trifásico. Um técnico, ao consultar os dados de placa das unidades monofásicas, obteve os seguintes valores: 𝑆𝑛 = 10𝑀𝑉𝐴; tensão primária e secundária 13,8𝑘𝑉 127𝑉 Y . Este transformador alimenta cargas de iluminação e cada lâmpada consome 100𝑊 em 127𝑉 com fator de potência unitário, conforme esquema a seguir:

Assinale a alternativa INCORRETA:

Considere duas espiras circulares concêntricas, conforme a figura ao lado, de raios R₁ = 12 cm e R₂ = 10 cm, percorridas por correntes i₁ = 3A e i₂ = 2A, respectivamente.

Os módulos dos vetores indução magnética no centro comum às duas espiras, quando as correntes estão no mesmo sentido e em sentidos opostos, utilizando-se μ0=4ϖ.10^-7 Tm/A são, respectivamente,

Para maximizar a absorção, pelo rádio receptor, da energia da onda com frequência de 12,5 MHz, em detrimento das outras ondas que estão passando por aquele local, é criado um circuito LC no qual o indutor (de indutância L, medida em microhenry (μH)) é o próprio solenóide usado para aumentar a tensão elétrica do sinal captado pela antena e por um capacitor de capacitância C, medida em picoFarad (pF). Para tal fim é preciso que

Para um indutor e um capacitor conectados em série, a equação que descreve o movimento da carga é

$L\frac{d^{2}Q}{d{t}^2}+\frac{1}{C}Q=0,$

onde L é a indutância, C a capacitância e Q é a carga. Uma equação análoga pode ser escrita para um oscilador harmônico com posição x, massa m e constante de mola k. Quais são os análogos mecânicos de L, C e Q, respectivamente?

Sobre a Constante de Planck (h) assinale a alternativa CORRETA:

Pelo princípio de indução de Faraday, considerando uma espira fechada produzida com material condutor de eletricidade e que esteja submetida a uma variação de fluxo magnético, surgirá uma força eletromotriz induzida que provocará uma corrente elétrica na espira.

Esse princípio é fundamental para a energia elétrica que é distribuída no mundo e, no caso do Brasil, que tem a energia oriunda das usinas hidrelétricas como uma das principais fontes. Entretanto, um dos problemas que surge em todos os sistemas onde existem campos magnéticos e condutores é a Corrente de Foucault.

Com relação aos assuntos abordados anteriormente, analise as seguintes afirmações:

I. A forma diferencial da Lei da indução de Faraday pode ser escrita como $rot\overrightarrow{E}$ $=-\frac{\partial \overrightarrow{B}}{\partial t}$ e, a partir dessa equação, podemos estabelecer que um campo magnético $\overrightarrow{B}$ , variável com o tempo, produz um campo elétrico $\overrightarrow{E}$ estático.

II. As correntes de Foucault são responsáveis por boa parte da perda de energia em todos os sistemas geradores de energia elétrica, e, em transformadores elétricos utiliza-se a construção dos núcleos em forma laminar na tentativa de reduzir essas correntes.

III. A partir da lei de indução de Faraday, H. Lenz analisou que o sentido da corrente induzida é aquele que gera um campo magnético que tende a se opor à variação do fluxo magnético através da espira.

IV. Os transformadores de alta tensão também sofrem os efeitos das correntes de Foucault; entretanto, por serem resfriados com líquidos, essas correntes podem ser desprezíveis em função da ionização das moléculas do líquido arrefecedor.

Considerando-se as afirmações acima, pode-se concluir que estão corretas apenas

Dois fios longos de comprimento L conduzem correntes iguais, I. O primeiro fio é fixo no eixo x do sistema de referência enquanto o segundo gira lentamente com frequência angular w num plano paralelo ao plano xy, com seu ponto médio fixo em z = d, sendo d > 0. Supondo que os dois fios sejam paralelos com correntes no mesmo sentido em t = 0, e definindo K = μ₀I²L/(2πd), assinale a opção com a figura que melhor representa a dependência temporal da força F que o fio fixo exerce sobre o outro.

Uma bobina é obtida, enrolando-se um fio na forma helicoidal, como ilustrado na figura. A configuração correta do campo magnético, no interior da bobina, se ela é percorrida por uma corrente elétrica contínua, no sentido indicado, é

Os carregadores de bateria sem fio de smartphones, também conhecidos como carregadores wireless, são dispositivos compostos de bobina e ligados à rede elétrica, que carregam as baterias dos aparelhos apenas pela proximidade, através do fenômeno de indução eletromagnética. Para isso, o smartphone deve ser apto à referida tecnologia, ou seja, também possuir uma bobina, para que nela surja uma força eletromotriz induzida que carregará a bateria.

Se na bobina de um carregador (indutora), paralela e concêntrica com a bobina de um smartphone (induzida), passa uma corrente i = 2sen (4πt) , com t em segundos, o gráfico que melhor representa a força eletromotriz induzida (ε) na bobina do smartphone, em função do tempo (t) é

Um imã encontra-se, inicialmente, a uma certa distãncia de uma esfera de ferro que está em repouso sobre uma mesa, cujo atrito pode ser desprezado.

Assinale a opção que apresenta de forma correta o comportamento da esfera quando da aproximação do Imã.

Um transformador possui 25 espiras no primário e 400 espiras no secundário. O primário do transformador é ligado em uma rede alternada de 120 V, sendo percorrido por uma corrente elétrica máxima de 4,0 A. Considerando o transformador ideal, a tensão e a intensidade máxima da corrente elétrica que pode se obter no secundário são, respectivamente, iguais a

A figura a seguir ilustra uma espira circular de centro em C por onde flui uma corrente estacionária $i$. Na figura também estão indicados o eixo perpendicular ao plano da espira que passa pelo seu centro, eixo Z e dois pontos desse eixo, P e Q, equidistantes do centro C da espira, assim como o sentido da corrente $i$.

Sobre os respectivos campos magnéticos criados por essa espira de corrente nos pontos P e Q, assinale a afirmativa correta.

De forma empírica, Michael Faraday revolucionou a comunidade industrial de sua época, demonstrando para o mundo o fenômeno da indução eletromagnética. Sobre a lei de Faraday, marque a alternativa CORRETA.

A corrente alternada surge da frequente variação no sentido do fluxo magnético que atravessa um solenoide. Quando essa variação tem uma frequência bem definida, a corrente também se alterna com uma frequência bem definida. Quanto à teoria física que envolve a corrente alternada, assinale a alternativa correta.

No centro de uma espira circular de raio R percorrida por uma corrente de intensidade $i$, o vetor indução magnética:

I. tem módulo independente do meio que envolve a espira.

II. é perpendicular ao plano da espira.

III. tem módulo diretamente proporcional à razão $i$/R.

Marque a alternativa correta.

A lei da Indução Eletromagnética de Faraday é uma das importantes leis do Eletromagnetismo, responsável pelos principais mecanismos de geração de energia elétrica, em diversas matrizes, como: hidroelétrica, termoelétrica, nuclear, eólica, entre outras. A lei da indução de Faraday estabelece que a variação __________ do fluxo __________ através de uma espira de corrente, induz o aparecimento de uma tensão elétrica induzida.

Assinale a alternativa na qual se encontram os termos que completam corretamente as lacunas acima.