Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 98 do Enem 2020: por que a tensão do gerador aumentou de repente

Enem 2020 · 2º dia · caderno azul · Física · Eletromagnetismo

Nos outros cadernos: amarelo 130 · cinza 94 · rosa 119

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D rapidez com que o fluxo magnético varia através das bobinas, por meio de um aumento em sua velocidade angular.

Em uma usina geradora de energia elétrica, seja através de uma queda-d’água ou através de vapor sob pressão, as pás do gerador são postas a girar. O movimento relativo de um ímã em relação a um conjunto de bobinas produz um fluxo magnético variável através delas, gerando uma diferença de potencial em seus terminais. Durante o funcionamento de um dos geradores, o operador da usina percebeu que houve um aumento inesperado da diferença de potencial elétrico nos terminais das bobinas.

Nessa situação, o aumento do módulo da diferença de potencial obtida nos terminais das bobinas resulta do aumento do(a)

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

O que explica um aumento inesperado da tensão nos terminais do gerador.

Lei de Faraday

A tensão induzida depende da rapidez com que o fluxo magnético varia:

ε=−ΔΦΔt\varepsilon = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}

Quanto mais rápido o fluxo muda, maior a tensão.

O que muda durante a operação

O tamanho das bobinas e a força dos ímãs são fixos: fazem parte do gerador. O que pode variar sem aviso é a velocidade de rotação, por exemplo, se aumenta a vazão de água ou a pressão do vapor. Girando mais rápido, o fluxo varia mais rápido, e a tensão induzida aumenta.

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A

    Girar mais devagar faz o fluxo variar mais devagar e diminui a tensão induzida. (16,9% marcaram)

  • B

    Foi a mais marcada. Aumentar a área das bobinas exigiria trocar o equipamento: não acontece de forma "inesperada" durante o funcionamento. O que muda sem querer é a rotação. (27,3% marcaram)

  • C

    Também seria uma mudança no equipamento (ímãs mais fortes), e não algo que acontece sozinho durante a operação. (24,9% marcaram)

  • E

    A resistência das bobinas não aumenta a tensão induzida. E terminais mais grossos diminuiriam a resistência. (8,2% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 2.508.713 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 650 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 18ª mais difícil de 44 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Acertaram22,4%dos candidatos marcaram a D
Habilidade 23 · Competência 6Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.
Como os candidatos responderam
  • A16,9%
  • B27,3% mais marcada
  • C24,9%
  • D22,4% ✓ gabarito
  • E8,2%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza
  • abaixo de 50019,3%
  • 500 a 60023,7%
  • 600 a 70033,8%
  • 700 ou mais61,5%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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