Física 3 - 3º Bimestre

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3º Bimestre: Aula 14 - Magnestismo
1) O que é Magnetismo? 
É a parte da Física que estuda a propriedade magnética da matéria e seus Campos Magnéticos, sejam eles gerados por ímãs permanentes, pela Terra ou por correntes elétricas. ​
2) Como se começou a conhecer os fenômenos magnéticos?
Desde a Grécia antiga (600 a. C.), os gregos já conheciam a magnetita, um minério capaz de atrair o ferro, achado numa região chamada de Magnésia. As pedras magnéticas passaram a ser chamadas de ímãs permanentes, que significa “pedra que ama”. Com o passar do tempo, observou-se que outros materiais manifestavam a mesma propriedade que a magnetita. Esses materiais foram chamados de ferromagnéticos. O ferro, o níquel, o cobalto e as ligas feitas por esses materiais são ferromagnéticos e se atritados, aproximados ou colocados em contato com ímãs permanentes se magnetizam ou se imantam.
3) Quais são ac características dos ímãs naturais?
a) Atraem o ferro e outros metais com intensidade muito maior que a correspondente atração gravitacional.
b) São capazes de imantar outro metal.
c) Suspensos pelo seu centro de gravidade, tendem a manter sempre a mesma orientação.
d) Quando colocados próximos a outro ímã, ambos podem atrair-se ou repelir-se, dependendo da posição em relação ao outro.
e) Criam campo magnético ao seu redor.
4) Como são chamados os metais que podem ser atraídos pelos ímãs naturais?
Os metais ferromagnéticos podem ser atraídos por um ímã, são eles ferro, níquel e cobalto.
5) O que é imantar um material?
Com o tempo foi descoberto que os materiais ferromagnéticos passavam a manifestar a mesma propriedade dos ímãs quando aproximados a eles, esse processo foi denominado imantação, que pode ser feito por fricção, contato ou aproximação entre um ímã permanente e o material ferromagnético.
6) Onde as ações magnéticas de um ímã natural são mais intensas?
As ações magnéticas de um ímã são mais intensas em suas extremidades. Quando aproximamos um ímã em forma de barra em uma região com limalhas de ferro, ocorre uma grande concentração de limalhas em suas extremidades e nenhuma concentração em seu centro.
7) O que são os polos dos ímãs de barra?
As regiões dos ímãs onde o efeito da atração ou da repulsão ocorrem de forma mais intensa são denominadas polos magnéticos. Como se trata de dois efeitos possíveis, identificam-se dois tipos de polos magnéticos. A repulsão ocorre quando há aproximação de dois polos magnéticos iguais; já a atração ocorre quando há a aproximação de polos diferentes.
8) Como podem ser determinados os polos de um ímã em forma de barra?
Um ímã em forma de barra suspenso por um barbante adquire aproximadamente a direção Norte-Sul. A extremidade que aponta para o Norte geográfico será denominada polo norte magnético e a que indica o Sul geográfico, polo sul magnético. A bússola é um exemplo do funcionamento deste fenômeno.
9) Como é o funcionamento de um bússola?
A extremidade da agulha magnetizada de um bússola aponta na direção dos polos magnéticos da Terra. Quando essa agulha é aproximada de um ímã, haverá repulsão entre eles, com deslocamento da agulha magnética da bússola. Esse movimento da agulha surge por causa de uma interação existente entre eles. Essa interação é descrita fisicamente pela ação de uma força sobre elas.
10) O que é um ímã artificial permanente?
São aqueles feitos artificialmente e que conseguem manter suas propriedades magnéticas com o passar do tempo.
11) O que é um ímã artificial temporário?
São feitos de materiais que adquirem propriedades de ímã quando entram em contato com um campo magnético. Porém, quando ele é retirado desse campo, as propriedades são perdidas com o tempo.
Atividades:
1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):
a) Magnetita é um minério composto de óxido de ferro que tem poder de atrair pedaços de ferro e outros metais, sendo, portanto, um ímã natural. ( )
b) Os ímãs naturais são considerados temporários, pois perdem suas propriedades magnéticas com o passar do tempo. ( )
c) Uma agulha imantada e suspensa facilmente se alinha com o campo magnético da Terra, sendo esse o princípio básico da bússola. ( )
d) Quando um prego fica colado num ímã, esse prego adquire a capacidade de atrair materiais ferrosos durante um certo tempo. ( )
e) Qualquer material que possua um campo magnético ao seu redor é chamado de ímã. ( )
f) Os materiais de que são feitas as bússolas são denominados ferromagnéticos. ( )
g) A imantação temporária de certos metais não é possível à temperatura ambiente. ( )
h) A magnetização dos materiais e a interação entre eles são as causas das forças de atração ou repulsão entre dois ímãs ou entre um ímã e uma bússola. Por isso, essas forças são de natureza magnética. ( )
 Pesquisa Google: Em relação à bússola, responda:
a) De que ela é constituída? b) Sua agulha tem propriedade magnética semelhante à de quem? c) Como é possível magnetizar a agulha da bússola? Por que se pinta uma das suas extremidades?
Aula 15 - Campo Magnético
1) O que causa o magnetismo presente nos átomos de um corpo?
Os átomos de todos os corpos possuem propriedades magnéticas devido ao movimento de seus elétrons, pois todo elétron em movimento cria um campo magnético.
2) O que é o campo magnético?
O campo magnético é uma região ao redor de um corpo, onde suas propriedades se estendem ao espaço, possibilitando a interação entre os corpos (atração ou repulsão), sendo esta a força magnética entre um ímã e materiais ferromagnéticos. (Michael Faraday)
3) Como se manifesta o campo magnético num imã em barra?
A figura mostra um campo magnético formado por um ímã em barra.
As linhas de campo magnético são sempre contínuas, de modo que se orientam saindo do polo Norte e chegando ao polo Sul.
É muito parecido com a de um campo elétrico formado por duas cargas puntiformes próximas e de sinais opostos.
4) O que são linhas de campo magnético?
São representações geométricas do campo magnético; elas nascem no polo norte do ímã e morrem no polo sul; onde estão mais próximas, o campo magnético é mais intenso; mais afastadas, o campo magnético é mais fraco; a cada ponto de uma linha de força magnética esta associada um vetor campo magnético .
5) Como se explica a atração do ferro por um ímã permanente?
Admitindo-se que o ferro, na presença de um ímã permanente, também se imanta, ocorre uma sobreposição do campo magnético criado pelo ímã permanente e o campo magnético do ferro imantado.
6) O que ocorre com a limalha de ferro quando ela é separada do ímã?
A imantação da limalha de ferro é temporária e ocorre com a aproximação do ímã permanente. Na separação deles, a limalha de ferro perde a magnetização, deixando de criar campo magnético.
7) O que é definido como campo magnético da Terra?
Pelo fato de ter propriedades magnéticas, a Terra funciona como um gigantesco ímã. O polo norte terrestre é aproximadamente o polo norte magnético e vice-versa. Uma agulha imantada e suspensa facilmente se alinha com o campo magnético da Terra.
Isso é o princípio básico da bússola.
8) Como é explicado o fenômeno da inseparabilidades dos polos magnéticos?
Se quebrarmos um ímã em duas partes, cada uma delas será capaz de reconstituir o polo magnético que falta. Essa capacidade de regeneração de cada parte ocorre independente do tamanho do pedaço e na intensidade de magnetização do ímã original. Bem como, se continuar dividindo os imãs resultantes, observaremos que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois polos, Norte e Sul de maneira que cada pedaço atraia o outro. Não existem polos isolados.
Atividades:
1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):
a) As linhas de campo magnético são contínuas, atravessando a barra magnética. ( )
b) Fora do ímã, as linhas de força são orientadas do polo norte para o polo sul. ( )
c) No interior do ímã, as linhas de força são orientadas do polo sul para o polo norte. ( )
d) As linhas do campo magnético se cruzam no interior do ímã. ( )
e) O campo magnético, assimcomo o campo gravitacional e o campo elétrico, é uma região ao redor de um corpo onde pode haver interação entre forças. ( )
f) Campos magnéticos são encontrados entre ímãs e materiais ferromagnéticos. (V)
g) A Terra é como um gigantesco ímã artificial. (F)
h) O funcionamento da bússola não tem relação com o magnetismo da Terra. (F)
i) Quebrar um ímã em forma de barra é uma maneira simples de obter dois polos magnéticos isolados. ( )
2) Uma bússola e uma barra imantada estão sobre uma mesa de madeira. Quando colocada no ponto 2, a bússola tem a orientação mostrada na figura a seguir. Qual das opções apresentadas mostra corretamente a orientação da bússola, quando ela é colocada nas posições 1 e 3?
3) Uma bússola pode ajudar uma pessoa a se orientar devido à existência, no planeta Terra, de:
 (A) um mineral chamado magnetita;
 (B) ondas eletromagnéticas;
 (C) um campo polar;
 (D) um campo magnético;
4) Se um ímã é quebrado ao meio, devemos esperar que:
 (A) as suas partes desmagnetizem-se.
 (B) uma de suas partes torne-se um polo norte, e a outra, um polo sul.
 (C) cada uma de suas partes torne-se um ímã menor.
 (D) temporariamente, percam sua magnetização.
Pesquisa Google:
1) O que é domínio magnético?
2) Um ímã pode perder a sua magnetização?
Aula 16 – Eletromagnetismo I
1) A experiência de Oerstend deu início ao Eletromagnetismo e possibilitou a esclarecimento dos fenômenos magnéticos. 
Ao longo do século XIX muitos cientistas achavam que os fenômenos elétricos e magnéticos eram independentes um do outro. Mas, alguns cientistas discordavam disso.
Foi o caso do físico Hans Christian Oersted (1777 -1851). Ele verificou que a corrente elétrica podia criar campo magnético. Seu experimento mostrou que a agulha de uma bússola se movimentava quando colocada próximo a um fio energizado.
Para observar o movimento da agulha da bússola foi preciso colocar o fio paralelamente à agulha da bússola. Quando a corrente elétrica passava pelo fio, a agulha ficava perpendicular ao fio reto. O movimento da agulha indicava a ação de uma força sobre ela criada pela interação entre a corrente elétrica e o campo magnético. Se não houver passagem de corrente elétrica, então, não podemos verificar a movimentação da agulha da bússola.
2) Baseando-se nessa experiência, como se explicaria a origem do magnetismo terrestre?
A experiência de Oersted levou à conclusão de que a corrente elétrica cria um campo magnético no espaço que a circunda. O magnetismo da Terra estaria ligado ao aparecimento de correntes elétricas no interior do globo, devido ao atrito entre as várias camadas (placas) do planeta que se encontram em constante movimento.
 
3) Quais são as características do vetor campo magnético e de que maneira ele pode ser identificado?
Direção: tangente, em cada ponto, à linha de campo.
Sentido: o mesmo da linha de força.
Intensidade: proporcional à corrente elétrica que o originou.
O vetor pode ser identificado por meio de uma agulha magnética cujo polo norte se orienta no sentido do campo.
4) Como é identificada a orientação do campo magnético num condutor elétrico?
As linhas de campo magnético ao redor do fio reto são circulares e fechadas, que representamos pela letra . A orientação das linhas de campo depende do sentido da
corrente elétrica (i) no fio reto. Se a corrente elétrica “sobe” pelo fio reto, então o sentido do campo magnético é anti-horário. Usamos um artifício chamado de regra da mão direita para ajudar a entender melhor!
5) Como explicar a regra da mão direita?
Quando o polegar da mão direta aponta para cima, indicando o sentido da corrente elétrica no fio reto, os demais dedos apontam o sentido das linhas de campo.
6) Em termos gerais, do que depende o campo magnético criado por uma corrente elétrica em um fio condutor?
Depende do valor da corrente elétrica, da distância do local ao fio, da forma geométrica do circuito e meio material no qual ele está (permeabilidade magnética do meio).
7) Como podemos destacar as formas geométricas dos circuitos e como são seus distintos funcionamento?
Pode-se ter um circuito com fio reto, onde o campo magnético produzido pela corrente elétrica depende basicamente de dois fatores: da intensidade da corrente elétrica e da distância ao fio. Quanto maior for o valor da corrente, maior será o campo magnético criado por ele. Porém, quanto maior for a distância do fio, menor será o valor do campo magnético. O campo magnético do fio retilíneo sempre é circular. O sentido da corrente elétrica define se o campo magnético ocorre no sentido horário ou anti-horário.
Se o fio tiver outra forma, as linhas de campo mudam de disposição. Por exemplo, pode-se ter um fio na forma de espira circular. Neste caso, o campo magnético produzido pela corrente da espira circular depende de seu raio e da intensidade da corrente elétrica. Quanto maior a corrente, maior o valor do campo. Quanto maior o raio da espira, menor o valor do campo.
É comum os fios serem colocados na forma de espiral, mais conhecida como solenoide. O campo magnético produzido pela corrente elétrica em um solenoide pode ser calculado no interior do solenoide, ao longo das bordas ou próximos às bordas. Seu valor depende da intensidade da corrente elétrica, do número de voltas do solenoide e de seu comprimento. Quanto mais juntas as voltas estão umas das outras, maior o valor do campo magnético.
8) Como expressa-se o valor do campo magnético?
No SI, a corrente elétrica é medida em ampère (A) e a distância em metro (m). A unidade do campo magnético é tesla (T), em homenagem ao físico croata Nikola Tesla (1856-1943), que realizou vários trabalhos, entre os quais a utilização de transformadores “transporte” da energia elétrica por fios, conforme será discutido mais adiante.
9) No vácuo é notado num circuito o um campo magnético criado pela corrente elétrica num fio reto longo, de 4 x 10–5 T.
a) A partir de uma corrente inicial i, se houver um aumento desta corrente elétrica e mantendo o comprimento do fio, o que ocorre com o campo magnético?
b) Se permanecendo a mesma corrente elétrica inicial neste circuito, porém se houver um corte considerável no fio e religado ao circuito, o que ocorre com o campo magnético?
Atividades: 
1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):
a) Quando uma corrente elétrica passa por um condutor, é anulado qualquer tipo de campo magnético. ( )
b) O campo magnético do fio retilíneo sempre é circular e no sentido horário. ( )
c) O campo magnético formado pelo solenoide é, na verdade, um condutor moldado em espiral, como se fosse uma mola. Nessa situação temos as linhas de campo atravessando o solenoide pelo seu interior. ( )
d) Quando temos um condutor moldado em uma forma circular, as linhas de campo em seus planos perpendiculares ao longo do fio criam um campo com fluxo entrando e saindo da circunferência formada pelo condutor. ( )
e) O sentido da corrente elétrica define se o campo magnético ocorre no sentido horário ou anti-horário.
f) Cargas elétricas em repouso não interagem com o campo magnético. ( )
g) Ao redor de qualquer carga elétrica, existe um campo elétrico e um campo magnético. ( )
2) A figura representa um fio condutor retilíneo e extenso, percorrido por uma corrente i. Gerado por i, o campo magnético , no ponto P, será:
 (A) perpendicular ao plano da página, para dentro de P.
 (B) perpendicular ao plano da página, para fora de P.
 (C) paralelo ao fio, para direita.
 (D) paralelo ao fio, para esquerda.
3) Segundo a experiência de Oersted, conclui-se que “toda corrente elétrica gera ao redor de si um campo magnético”, pode-se afirmar que as linhas do campo magnético, originadas por um condutor reto percorrido por uma corrente elétrica constante, são:
 (A) linhas retas entrando no condutor.
 (B) linhas paralelas ao condutor.
 (C) circunferências concêntricas ao condutor, situadas em planos paralelos ao condutor.
 (D) circunferências concêntricas ao condutor, situadasem planos perpendiculares ao condutor.
4) Um fio retilíneo conduz corrente elétrica de 2 A. Marque a alternativa correta a respeito dos valores e características dos campos magnéticos criados em pontos próximos ao fio.
 (A) A uma distância de 5 cm do fio, o campo magnético possui intensidade maior que a 3 cm do fio.
 (B) O campo magnético gerado por um fio possui a mesma direção e o mesmo sentido do deslocamento das cargas elétricas.
 (C) O campo magnético gerado pelo fio possui formato circular e a uma distância de 5 cm do fio tem maior intensidade que a 15 cm de distância desse fio.
 (D) O campo magnético gerado pelo fio possui formato espiral e tem a mesma intensidade a qualquer distância desse fio.
5) A figura representa um condutor retilíneo, percorrido por uma corrente i, conforme a convenção indicada. O sentido do campo magnético no ponto P, localizado no plano da figura, é:
 (A) contrário ao da corrente.
 (B) perpendicular à corrente em sentido horário.
 (C) perpendicular à corrente em sentido anti-horário.
 (D) mesma direção e sentido da corrente.
 Pesquisa Google: 
Mecanismo de funcionamento do liquidificador.
Aula 17 – Eletromagnetismo II
1) O que ocorre se colocar-se uma barra de ferro no interior de uma solenoide energizada?
O físico francês Dominique Arago (1786-1853) percebeu que se colocasse uma barra de ferro no interior de um solenoide energizada, a barra se imantava, ou seja, se transformava em um imã! Esse conjunto ficou conhecido como eletroímã e atualmente é utilizado em vários aparelhos elétricos e instrumentos de medidas.
2) Se aproximar-se dois fios retos energizados, o que pode acontecer?
Outro cientista que não acreditava na independência entre os fenômenos elétricos e magnéticos, foi o francês André Marie Ampère (1775 -1836). Ele verificou a atração e a repulsão entre campos magnéticos sem a utilização de imãs! Ele aproximou dois fios retos energizados e percebeu que se as correntes elétricas nos fios tivessem o mesmo sentido, os fios eram atraídos em função de forças magnéticas (figura a). Se as correntes elétricas nos fios tivessem sentidos opostos, então, eles eram repelidos por ação das forças magnéticas (figura b).
3) Qual foi a contribuição do trabalho de Ampère ao estudo dos fenômenos elétricos e magnéticos?
Segundo Ampére, um fio com corrente elétrica cria um campo magnético na região ao seu redor. Outro fio, neste campo, fica sujeito à ação de uma força magnética se nele estabelecer uma corrente elétrica. Desse modo, Ampére demonstrava não ser necessária a presença de ímã ou bússolas para se observar a atração ou a repulsão magnética.
4) Como é interpretada a interação entre correntes elétricas? Qual é o papel atribuído ao campo magnético?
A experiência de Ampère mostrou que a interação entre as correntes elétricas se manifesta por meio da ação de força magnética entre os fios. A interação entre duas ou mais correntes elétricas em condutores diferentes é interpretada como ação de uma força de natureza magnética, que pode ser atrativa (correntes no mesmo sentido) ou repulsiva (correntes em sentidos opostos). Ao campo magnético criado por eles é atribuído o papel de mediador nessa interação.
5) Qual a relação entre as conclusões tiradas das experiências de Oersted e a de Ampère com a Lei de Ação e Reação de Isaac Newton?
Na experiência de Oersted, a passagem de uma corrente elétrica através de um fio fez uma agulha magnética, próxima a ele, ficar sob a ação de uma força. Já Ampère mostrou que um fio sob a ação de uma força quando imerso em um campo magnético. Os dois fenômenos descritos estão relacionados com a Lei de Ação e Reação de Newton, pois a corrente elétrica faz surgir sobre o ímã (agulha) uma força magnética, e o ímã faz surgir sobre o fio uma força também de origem magnética. Essas forças correspondem a um par de ação e reação.
6) No que consiste então um eletroímã?
Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um fio condutor enrolado em um metal composto de ferro, o metal magnetiza-se, intensificando o campo magnético na região ao redor do eletroímã. Daí, o eletroímã é todo dispositivo capaz de gerar campo magnético ao ser alimentado por uma fonte de energia elétrica. Um exemplo de eletroímã é uma bobina (que é um rolo de fio) com núcleo de ferro passando por dentro. Quando há passagem de corrente elétrica pelo fio da bobina, esse material passa a ter propriedades magnéticas.
7) Uma carga em repouso em um campo magnético fica sujeita a forças magnéticas?
Não, apenas cargas em movimento geram campos magnéticos e, portanto, podem ser submetidas a forças magnéticas.
8) Como verificamos intensidade da força magnética sobre um fio quando nele percorre uma corrente elétrica e está submetido a um campo elétrico externo uniforme?
É preciso usar a expressão matemática:
F = B ∙ i ∙ ℓ ∙ sen θ
Onde:
F é a força magnética sobre o fio, medida em Newton (N);
B é o valor do campo magnético externo medido em Tesla (T);
i é a corrente elétrica no fio, medido em Ampère (A),
ℓ é o comprimento do fio exposto ao campo magnético, medido em metro(m);
e θ é o ângulo formado entre o sentido da corrente e o campo magnético.
Para a direção e o sentido da força magnética nós usamos a “regra do tapa”. Veja
Usando a mão direita, o polegar indica o sentido da corrente elétrica, os outros dedos indicam a direção e o sentido do campo magnético, enquanto que a palma da mão indica a direção e o sentido da força magnética.
9) Exemplo: Um condutor retilíneo de comprimento 0,5 m, é percorrido por uma corrente de intensidade 4 A. O condutor está totalmente imerso num campo magnético de intensidade 10—3 T, formando com a direção do campo um ângulo de 30°. A intensidade da força magnética que atua sobre o condutor é:
Solução
ℓ = 0,5 m
i = 4 A
B = 10—3 T
θ =30o
F = B ∙ i ∙ ℓ ∙ sen θ
F = 10—3 x 4 x 0,5 x sen 30o
F = 10—3 x 2 x 0,5
F = 1 x 10—3 N = 10—3 N
Atividades:
1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):
a) Uma partícula eletrizada pode gerar isoladamente apenas um campo elétrico ou apenas um campo magnético, conforme esteja em repouso ou em movimento, respectivamente. ( F )
b)   Uma carga elétrica submetida a um campo magnético sofre sempre a ação de uma força magnética. ( F )
c) Uma carga elétrica submetida a um campo elétrico sofre sempre a ação de uma força elétrica. ( V )
d) A força magnética que atua sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético é sempre perpendicular à velocidade da carga. ( V )
e) Sabendo que numa região do espaço havia uma carga elétrica positiva em movimento circular uniforme, desde modo há um campo magnético uniforme perpendicular ao plano da curva. ( V ) 
f) Por dois fios retilíneos e paralelos passam correntes idênticas, de mesmo sentido. O campo magnético gerado por estas correntes num ponto equidistante aos fios é nulo. ( F )
g) Próximo a um ímã, coloca-se um corpo com carga +Q em repouso, pode-se afirmar que a carga não será atraída nem repelida, porque desta forma descrita o ímã não interage com a carga. ( V )
h) Um campo magnético é capaz de exercer uma força sobre uma carga elétrica em movimento. ( )
i) Um campo magnético torna-se capaz de exercer força sobre uma carga elétrica em movimento. Essa força é a força magnética. ( )
2) Há uma força de atração entre dois fios longos retilíneos e paralelos, quando em cada um deles circula uma corrente elétrica com o mesmo sentido, porque há uma interação entre:
 (A) o campo elétrico dentro de um condutor e o campo elétrico dentro do outro condutor;
 (B) o campo magnético criado pela corrente que passa em um condutor, e a corrente que circula no outro;
 (C) a diferença de potencial aplicada a um condutor e o campo elétrico dentro do outro condutor;
 (D) o campo elétrico dentro de um condutor e a corrente do outro condutor;
3) Um parafuso muito pequeno feito de metal, caiu num solo empoeirado e você não conseguiu mais encontrá-lo. Você dispunha de uma pilha, um pedaço de fioe um prego. Dispondo destes três objetos, você construiu um dispositivo que, ao passar pelo solo, capturou o parafuso. Este dispositivo foi assim montado:
 (A) amarrou-se em uma das extremidades do fio, o prego e, na outra, a pilha, criando-se um eletroímã que atraiu o parafuso;
 (B) ligou-se a pilha nas extremidades do prego e, pendurando o prego pelo fio, atraiu-se o parafuso;
 (C) enrolou-se o fio no prego e ligou-se a pilha nas extremidades do fio, formando um eletroímã que, ao passar pelo solo, atraiu o parafuso;
 (D) enrolou-se o fio na pilha e, empurrando a pilha com o prego sobre o solo, atraiu-se o parafuso.
4) Nas figuras abaixo estão representados os vetores e atuando sobre uma carga q positiva. Suponha que o campo magnético em cada região é uniforme. Aplicando a regra da mão direita, represente o vetor que atua em cada caso.
5) Uma carga q movendo-se com velocidade v imersa em um campo magnético B está sujeita a uma força magnética Fm. Se v não é paralelo a B, marque a alternativa que apresenta as características corretas da força magnética Fm.
 (A) O trabalho realizado por Fm sobre q é nulo, pois Fm é perpendicular ao plano formado por v e B .
 (B) O trabalho realizado por Fm sobre q é proporcional a v e B, pois Fm é perpendicular a v.
 (C) O valor de Fm não depende de v, somente de B; portanto Fm não realiza trabalho algum sobre q.
 (D) O valor de Fm é proporcional a v e B, sendo paralela a v; portanto o trabalho realizado por Fm sobre q é proporcional a v.
6) Quando um campo magnético torna-se capaz de exercer força sobre uma carga elétrica em movimento, como é chamada essa força?
 (A) Força elétrica
 (B) Força bobina
 (C) Força magnética
 (D) Força de campo gravitacional
Pesquisa Google:
1) Explique o princípio de funcionamento do galvanômetro.
2) Explique o princípio de funcionamento de uma campainha.
Aula 18 – Motor Elétrico e Indução Eletromagnética
1) O que podemos chamar de motores elétricos?
Os motores elétricos são a principal aplicação das forças magnéticas em condutores. Quando uma corrente elétrica passa por um condutor, é gerado um campo magnético que, por sua vez, interage com o campo magnético produzido por ímãs. Caso o conjunto desses elementos esteja estrategicamente posicionado, ocorrerá a rotação de um eixo acoplado ao condutor.
2) O que é um motor elétrico simples?
A medida que a corrente passa pelo condutor, é gerado um campo magnético. Esse campo, por sua vez, interage com o campo produzido pelos polos do ímã. A força magnética gera rotação do eixo.
3) Como é apresentado os motores elétricos reais?
Os motores elétricos do nosso cotidiano (como ventiladores, por exemplo) usam esse princípio de funcionamento. Porém, sua montagem não é tão simples. Os fios são enrolados formando um conjunto de bobinas. Com isso, o campo magnético gerado é mais intenso.
4) Um campo magnético pode também estabelecer corrente elétrica?
O físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867) achou surpreendente o resultado do experimento de Oersted, o qual havia descoberto que uma corrente elétrica em um fio condutor cria campo magnético ao redor do fio, estabelecendo assim uma conexão entre os fenômenos elétricos e os magnéticos. Faraday tentou fazer o inverso, isto é, gerar uma corrente elétrica por meio de um campo magnético. 
5) Experimento de Faraday:
Faraday realizou diversos experimentos, seu aparato experimental consistia em um anel de ferro envolvido em dois enrolamentos (bobinas) de fios de cobre, conectados a uma bateria e a um galvanômetro (dispositivo usado para medir corrente).
Seu principal intento foi, para verificar se uma corrente elétrica pode ser gerada por meio de uma campo magnético, a construção de um solenoide, e ligou os terminais do fio condutor a um galvanômetro e utilizou um ímã em forma de barra, que podia ser introduzido no interior do solenoide. Ao movimentar o imã no meio de uma do solenoide, houve alteração do indicador do galvanômetro ligado à espira, indicando existência de corrente elétrica. Porém, quando o ímã era afastado do solenoide, o ponteiro do galvanômetro também registrava corrente elétrica, só que no sentido oposto ao da situação anterior. Descobrindo assim que, quando se move um ímã em direção a uma bobina condutora (solenoide), uma corrente elétrica percorre-a.
6) Que conclusões úteis Faraday tomou depois dos experimentos?
Com parâmetro nas duas experiências produzidas acima, Faraday percebeu que: uma corrente elétrica formada em um condutor causa uma corrente elétrica em um novo condutor conectado ao primeiro. O movimento de um imã produz, em uma espira, uma corrente elétrica, que foi chamada de Corrente Elétrica Induzida Magneticamente.
7) Como Faraday explicou a corrente elétrica induzida utilizando o conceito de linhas de campo?
Faraday percebeu que a aproximação do ímã permanente de um solenoide provocava um aumento da quantidade de linhas de campo em seu interior. Quando ímã era afastado o número de linhas no interior do solenoide diminuía. Nas duas situações, há uma alteração do número de linhas do campo magnético que atravessam o solenoide. Assim, Faraday identificou as condições para a indução: uma corrente elétrica é induzida no circuito do solenoide quando ocorre uma variação (aumento ou diminuição) do número de linhas de campo magnético em seu interior.
8) Que transformações de energia ocorrem no fenômeno da indução de corrente elétrica quando a “fonte” do campo magnético é colocada em movimento? 
De acordo com a lei de Faraday, quando há variação de fluxo eletromagnético em algum circuito condutor, como em uma bobina, uma força eletromotriz induzida (tensão elétrica) surge nesse condutor. Dessa forma, a energia cinética de movimento pode ser transformada em energia elétrica como no caso dos geradores elétricos, que são grandes ímãs em movimento que gera corrente elétrica. 
Por outro, lado por indução eletromagnética, é possível ocorrer o inverso que acorre nos geradores elétricos, é o caso dos motores elétricos, em vez de converterem energia mecânica cinética em eletricidade, produzem energia mecânica cinética a partir de energia elétrica. Nesse caso, em vez de usarmos a rotação de um eixo para gerar eletricidade, fazemos com que uma corrente elétrica passe através de um eixo enrolado por diversas bobinas, fazendo-o girar.
9) Qual a importância principal das descobertas feitas por Faraday em relação a indução eletromagnética?
Faraday demonstrou que a variação de um campo magnético gera corrente elétrica enrolando dois fios em lados opostos de um anel metálico. Ele ligou um dos fios em uma bateria e outro em um medidor de corrente, observando-se assim, um fenômeno chamado de indução magnética e serviu de base para a teoria eletromagnética que foi desenvolvida posteriormente, revolucionando a indústria e o mundo. Atualmente, esse conhecimento é usado para gerar energia elétrica em usinas hidrelétricas. O equipamento usado por Faraday pode ser comparado hoje em dia a um dínamo.
10) Como pode ser caracterizado o fluxo magnético?
A superfície determinada por um condutor fechado, em algum ponto dentro de um campo magnético, é atravessada por linhas de campo definindo assim o fluxo magnético, que se por um motivo qualquer o fluxo variar há surgimento de uma corrente elétrica no condutor. Fluxo magnético, por sua vez, diz respeito à quantidade de linhas de campo magnético que atravessam uma área.
Motor Elétrico e Indução Eletromagnético
1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):
a) Quando uma corrente elétrica passa por um condutor é formado um campo magnético. ( )
b) Os motores elétricos são a principal aplicação das forças magnéticas em condutores. ( )
c) Em motores elétricos, o eixo gira pela interação entre eletroímãs e ímãs permanentes. ( )
d) O reconhecimento do fluxo de indução magnética transformou a vida humana, pois tornou viável toda o desenvolvimento e transmissão de energia elétrica de hoje. ( )
e) Uma correnteelétrica é induzida quando um circuito fechado é submetido a uma variação do número de linhas de campo magnético que atravessam a superfície delimitada por ele. ( )
f) As fontes de energia elétrica que têm seu funcionamento da indução magnética podem realizar a transformação de energia elétrica em mecânica cinética. ( )
g) Nas pilhas e nas baterias a energia cinética se transforma em energia elétrica. ( )
2) Para que ocorra indução magnética é suficiente que:
 (A) haja um campo magnético próximo do observador.
 (B) ocorra variação de um campo magnético através de uma espira ou solenoide.
 (C) cargas elétricas interajam com campos elétricos.
 (D) uma corrente elétrica contínua produza um campo magnético.
3) As linhas de indução de um campo magnético são:
 (A) o lugar geométrico dos pontos, onde a intensidade do campo magnético é constante. 
 (B) as trajetórias descritas por cargas elétricas num campo magnético. 
 (C) aquelas que em cada ponto tangenciam o vetor indução magnética, orientadas no seu sentido. 
 (D) aquelas que partem do polo norte de um imã e vão até o infinito.
4) A quantidade de linhas de campo magnético que atravessam uma determinada área de uma região que sofre ação eletromagnética é denominada:
 (A) Corrente de Indução.
 (B) Lei de Faraday.
 (C) Fluxo Eletromagnético.
 (D) Forças de Campo.
5) Num condutor fechado, colocado num campo magnético, a superfície determinada pelo condutor é atravessada por um fluxo magnético. Se por um motivo qualquer o fluxo variar, ocorrerá: 
 (A) curto circuito.
 (B) o surgimento da corrente elétrica no condutor.
 (C) a magnetização permanente do condutor.
 (D) extinção do campo magnético. 
6) A respeito do fluxo eletromagnético, concatenado com um condutor elétrico, podemos afirmar que a força eletromotriz induzida:
 (A) transforma energia cinética em energia elétrica, quando houver variação no fluxo.
 (B) será nula quando houver a variação do fluxo.
 (C) produz uma corrente que reforça a variação do fluxo.
 (D) produz uma corrente contínua que se opõe à variação do fluxo.
7) Quando há variação de fluxo eletromagnético em algum circuito condutor, como em uma bobina, o que é gerado nesse condutor que possibilita o movimento de algum mecanismo mecânico?
 (A) Corrente de Indução.
 (B) Força de Fluxo.
 (C) Força Eletromotriz Induzida.
 (D) Forças de Campo Eletroímã.
8) Como pode ser definido um motor elétrico?
 (A) Um eletroímã que se utiliza da variação do fluxo eletromagnético de um condutor espiral que gera força eletromotriz induzida para fazer girar um eixo.
 (B) Um aparelho elétrico que transforma energia elétrica em corrente induzida através do fluxo eletromagnético. 
 (C) Um aparelhos que transforma a energia elétrica em diversos tipos de energia, com luz, movimento e som através da forças eletromagnéticas geradas de fontes mecânicas.
 (D) Um mecanismo que se utiliza da força eletromotriz induzida de um circuito eletromagnético e transforma a energia cinética de movimento em energia elétrica.
9) O princípio de funcionamento de um dínamo é explicado pelo fato de que a:
 (A) corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região.
 (B) bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica.
 (C) corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético.
 (D) corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético.
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Pesquisa Google:
1) Explique o funcionamento da caixa de som imantada?
2) Qual o princípio de funcionamento do microfone e quais os tipos mais comuns desse aparelho?
Classificações de Aparelhos Elétricos
Aparelhos elétricos podem ser classificados de acordo com o tipo de transformação de energia e sua utilidade. São classificados como resistivos, motores, comunicadores, geradores.
Aparelhos motores
São aparelhos que tem, como objetivo, transformar energia elétrica em movimento.
Esses aparelhos se aquecem pela passagem da corrente elétrica, mas não são classificados como resistivos, pois esse aquecimento não é intencional, e sim, um efeito colateral.
A maioria dos motores são um arranjo de imãs permanentes e bobinas (eletroímãs) que utilizam forças eletromagnéticas para fazer girar um eixo.
Exemplos: Ventiladores, Maquinas de lavar, Liquidificadores, Geladeiras, etc.
Aparelhos resistivos
São aparelhos que transformam a energia elétrica em energia térmica através do efeito Joule.
A rigor, todo aparelho elétrico é ao menos um pouco resistivo. No entanto, são classificados como resistivos aqueles aparelhos que tem o aquecimento como objetivo principal.
Exemplos: Chuveiros elétrico, Lâmpadas incandescentes, Secador de cabelos, Torradeiras, Fornos elétricos, entre outros.
Aparelhos comunicadores
Também chamados de Aparelhos Informativos. São aparelhos que codificam, processam, armazenam, transmitem e exibem informações.
Esses aparelhos transformam a energia elétrica em diversos tipos de energia, com luz, movimento e som.
Também transmitem informação através da própria energia elétrica.
Alguns transformam outras formas de energia em eletricidade, como o microfone que absorve o som.
Exemplos: Computadores, telefones, rádios, televisão, videogames e os chamados aparelhos eletrônicos.
Aparelhos geradores
Também chamados de Fontes de energia.
Transformam outro tipo de energia em energia elétrica.
São usados como fonte de eletricidade para aparelhos elétricos.
Exemplos:
Pilhas e baterias transformam energia química em energia elétrica.
Painéis solares (fotovoltaicos) transformam energia luminosa em energia elétrica.
Dínamos e turbinas transformam energia do movimento em energia elétrica. São usados desde faróis de bicicleta à hidrelétricas, termoelétricas e geradores eólicos.
Calculando a potência
A potência é medida em watts (W).
A energia é medida em joules (J).
A energia transferida de um sistema para outro é chamada de trabalho.
Potência elétrica é a velocidade com a qual o trabalho é realizado, ou seja, a velocidade com a qual a energia é transferida.
Quanto mais energia é transferida em menos tempo, maior a potência.
1 W equivale a 1J por 1 segundo.
Potência (W) = energia transferida (J) ÷ tempo (s).
Ou (J) = potência (W) × tempo (s).
Eficiência Energética
Aparelhos elétricos consomem energia em diferentes taxas. Para economizar energia, essa taxa deve ser observada tanto no momento de adquirir um aparelho quanto no momento da sua utilização.
Eficiência energética
A eficiência energética é a razão entre a energia utilizada para um determinado fim e a energia total consumida pelo aparelho. Ou seja, aparelhos eficientes são aqueles que desperdiçam pouca energia.
Eficiência = Energia utilizada ÷ Energia gasta
No Brasil temos o Selo e a etiqueta Procel como forma de orientar o consumidor, na hora da compra, sobre quais produtos apresentam melhor eficiência energética.
A etiqueta classifica os produtos em grau de eficiência de A (mais eficiente) a G (menos eficiente) dentro da sua categoria. Além disso também traz o consumo de energia estimado por mês e várias outras informações técnicas sobre o produto. Imagine uma pessoa que toma um banho de 20 min todos os dias em um chuveiro de 5,5 kW. Qual o consumo elétrico desse aparelho por mês?
Aula 19 - Transformadores de Energia
O experimento de Oersted mostra que, ao aplicar uma corrente elétrica variável em um fio, é possível gerar um campo magnético a sua volta.
Um transformador elétrico de tensão é um instrumento criado com um núcleo de ferro e composto por duas bobinas com números de espiras diferentes, sendo utilizado para variar a voltagem.
Podemos definir um transformador elétrico de tensão como sendo um instrumento criado para modificar voltagens.
Protege aparelhos que necessitam trabalhar em uma tensão inferior atensão das tomadas do local.
Potencializa o uso de um aparelho que foi criado para operar em uma tensão superior a tensão local das tomadas.
Funcionamento
Enrolamento primário é o nome dado quando uma tensão alternada é aplicada em uma das bobinas.
Enrolamento secundário é o nome dado quando uma corrente alternada é produzida como consequência da variação do fluxo do campo que acontece devido uma tensão alternada aplicada no transformador.
Por fim, quando ocorre variação do campo magnético no enrolamento primário pode-se produzir uma tensão e corrente induzidas no enrolamento secundário.
O princípio de funcionamento do transformador baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética. O aparelho é capaz de induzir uma corrente elétrica no circuito secundário quando a corrente for variável no circuito primário ligado à fonte de energia elétrica. Alterando-se o número de voltas de fio do circuito secundário em relação ao número de voltas de fio do circuito primário em torno do núcleo de ferro, obtém-se uma mudança no valor da tensão elétrica induzida no circuito secundário. Em consequência, a corrente elétrica também muda de intensidade em relação a seu valor no circuito primário.
Produção de Energia Elétrica
Agora que sabemos algumas coisas sobre os ímãs e sobre a interação entre correntes elétricas, vamos conhecer duas leis físicas que nos ajudarão a entender como produzimos energia elétrica.
Você sabe como se produz energia elétrica? Vamos começar buscando entender um gerador elétrico simples. A figura a seguir mostra que temos um ímã permanente que gera um campo magnético uniforme entre os polos magnéticos. Através da movimentação da espira, localizada entre os polos do ímã, o fluxo do campo magnético que atravessa a espira varia, induzindo uma corrente elétrica alternada pela espira.
Veja que no gerador é a energia mecânica que se transforma em energia elétrica.
Quanto mais rápido a espira girar, maior será a frequência da corrente elétrica induzida e isso pode fazer até uma lâmpada elétrica se acender!
Nas grandes usinas geradoras de energia elétrica, a espira é substituída por uma bobina enorme fixada ao redor de um eixo, ambos envolvidos por um gigantesco ímã permanente. 
Nessas proporções, para fazer o eixo da bobina girar é necessário muita energia! Concorda? Se tratando de uma usina hidrelétrica, na outra extremidade do eixo há uma turbina que é movimentada pela queda de água represada há uma certa altura.
Essa enorme quantidade de água está cheia de energia mecânica que se transformará, ao final do processo, em energia elétrica.
A corrente elétrica induzida numa espira ou numa bobina só é possível devido a um fenômeno chamado indução eletromagnética. Esse fenômeno foi descoberto por Michael Faraday (1791 – 1867), depois de várias tentativas de experimentos. 
Faraday observou que a movimentação de um ímã ou de um eletroímã no interior de uma solenoide gerava corrente elétrica alternada. A única condição para criar uma corrente elétrica induzida num circuito seria variar as linhas de campo magnético no interior da solenoide. Portanto, é possível pensar que, também podemos induzir uma corrente elétrica num circuito quando a solenoide se movimenta ao redor do ímã ou eletroímã.
Essas ideias reunidas ficaram conhecidas como a Lei de Faraday.
Em relação ao sentido da corrente elétrica induzida, outra lei complementa o entendimento da indução eletromagnética. Conhecida como Lei de Lenz, ela estabelece que o campo magnético criado pela corrente elétrica opõe-se à variação do campo magnético que a produziu.
Quando o ímã entra com polo norte na bobina, o campo magnético criado nela tem polos magnéticos opostos ao do ímã que a originou. Então, o sentido da corrente elétrica induzida é anti-horário, de acordo com a regra da mão direita. Quando o ímã se afasta da bobina, o sentido da corrente é horário.
Resumindo esses fatos, a Lei de Lenz pode ser enunciada como:
O sentido da corrente induzida é tal que o campo que ela produz se opõem à variação do fluxo magnético que a produziu.
Exemplo: O detector de metais utilizado nos aeroportos é uma simples bobina e um medidor de campo magnético. Na bobina circula uma corrente elétrica gerando um campo magnético conhecido e que serve como campo magnético de referência. Ao ser aproximado de um objeto metálico, o campo magnético registrado no medidor fica diferente daquele de referência, disparando o alarme sonoro, pois detectou a presença de algum metal. Como funcionamento do detector de metais pode ser explicado? 
A variação do fluxo do campo magnético através do objeto metálico induz nesse objeto correntes elétricas que geram um campo magnético diferente do campo de referência. 
Transformadores e Geradores de Energia
“Os campos magnéticos permeiam nosso cotidiano, estão nas tarjas magnéticas dos cartões, nos HD’s dos nossos computadores, são usados em shows de mágicas e em aparelhos de ressonância magnética. E atire a primeira pedra quem não tem um ímã em sua geladeira, com número do telefone da farmácia ou da pizzaria preferida. Historicamente, a utilização de campos magnéticos teve um papel importante no período das grandes navegações, pois as agulhas magnéticas de uma bússola se alinham com a direção Norte-Sul da Terra. Atualmente, temos o GPS que poderia ser chamado de bússola da era digital.”
1) Considere um ímã em forma de barra apoiado sobre uma mesa. Você segura entre os dedos outro ímã em forma de barra e investiga as forças magnéticas que agem sobre ele, nas proximidades do ímã apoiado sobre a mesa. Você conclui que o ímã entre seus dedos:
 (A) será sempre atraído pelo ímã fixo.
 (B) será sempre repelido pelo ímã fixo.
 (C) não será atraído nem repelido.
 (D) poderá se repelir ou ser atraído dependendo do polo magnético que for aproximado.
2) Se um ímã permanente é quebrado ao meio, devemos esperar que:
 (A) as suas partes desmagnetizem-se.
 (B) uma de suas partes torne-se um polo norte, e a outra, um polo sul.
 (C) cada uma de suas partes torne-se um ímã menor.
 (D) temporariamente, percam sua magnetização.
3) Indique a afirmativa FALSA:
 (A) A força magnética atua sem que os objetos magnetizados estejam em contato, ou seja, é uma interação que ocorre a distância.
 (B) A força magnética se distingue da força de atrito, por exemplo, cuja existência depende do contato e do movimento relativo entre dois objetos.
 (C) A força magnética que atua sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético é sempre perpendicular à velocidade da carga.
 (D) As intensidades do campo magnético e da força magnética, que atuam sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético, não dependem da intensidade da corrente elétrica.
4) Faraday demonstrou que a variação de um campo magnética gera corrente elétrica enrolando dois fios em lados opostos de um anel metálico. Ele ligou um dos fios em uma bateria e outro em um medidor de corrente. Concluiu que: Quando aproximamos ou afastamos um imã de uma bobina condutora, induzimos o surgimento de uma corrente elétrica. Como foi chamado o fenômeno observado nessa experiência?
 (A) Indução Eletromagnética.
 (B) Corrente de Indução.
 (C) Força de Fluxo.
 (D) Forças de Campo Eletroímã.
5) Uma bobina está ligada num amperímetro de zero central. Um ímã permanente é introduzido na bobina e retirado em seguida pelo mesmo lado. Nessas condições, observamos o ponteiro do amperímetro:
 (A) estático nos dois casos.
 (B) defletir somente para um dos lados.
 (C) defletir para um lado e depois para outro.
 (D) defletir somente na introdução do ímã.
6) Suponhamos uma bobina cujos extremos sejam ligados a um galvanômetro G. Aproximando-se da bobina um ímã, ou introduzindo nela um ímã, ela vai ficar num campo magnético. 
a) Deslocando-se o ímã, o fluxo magnético que atravessa as espiras da bobina _____________. 
b) A variação do fluxo provoca o aparecimento de uma_____________, que o galvanômetro acusa.
Selecione a alternativa que supere as omissões nas afirmações que seguem:
 (A) permanece nulo; força eletromotriz induzida.
 (B) permanece nulo; força magnética para esquerda.
 (C) varia; uma força magnética direita.
 (D) varia; uma corrente elétrica induzida.
7) "O sentido da corrente induzida é tal que se opõe à variação de fluxo magnético que a produziu". Esta frase traduz a chamada Lei de:
 (A) Oersted
 (B) Lenz 
 (C) Joule 
 (D) Coulomb 
8) A lei de Lenz afirma que a corrente induzida:
 (A) aparece num sentido impossível de ser determinada.
 (B) aparece somente quando alteramos a forma de uma bobina.
 (C) surge num sentido que tende a anular a causa que lhe deu efeito.
 (D) surge num sentido que tende a reforçar a causa que lhe deu origem.
9) O polo norte de um ímã aproxima-se de uma espira circular, conforme a ilustração a seguir:
Considerando apenas as interações de caráter eletromagnético entre o ímã e a espira, é correto afirmar que haverá:
 (A) atração entre eles e será gerada uma corrente induzida no sentido horário para um observador que esteja acima do plano da espira.
 (B) repulsão entre eles e será gerada uma corrente induzida no sentido horário para um observador que esteja acima do plano da espira.
 (C) atração entre eles e será gerada uma corrente induzida no sentido anti-horário para um observador que esteja acima do plano da espira.
 (D) repulsão entre eles e será gerada uma corrente induzida no sentido anti-horário para um observador que esteja acima do plano da espira.
 (E) atração entre eles e não haverá corrente induzida na espira.
10) A figura representa uma espira circular de raio r, ligada a um galvanômetro G com "zero" central. O ímã F pode mover-se nos sentidos C ou D.
Considere as afirmativas e indique a afirmativa FALSA:
 (A) Se o ímã se aproximar da espira, aparecerá na mesma uma corrente com o sentido A.
 (B) Se o ímã se afastar da espira, aparecerá na mesma uma corrente com o sentido A.
 (C) Se os polos do ímã forem invertidos e o mesmo se aproximar da espira, aparecerá na mesma uma corrente com sentido B.
11) O princípio de funcionamento do gerador de energia em uma usina hidrelétrica é melhor explicado pela: 
 (A) Conservação da carga elétrica.
 (B) Indução eletrostática.
 (C) Lei de Coulomb. 
 (D) Indução eletromagnética.
12) Em suas experimentações, Faraday também observou que existe uma força eletromotriz realizada entre as extremidades de uma espira que fica sujeita a uma mudança do fluxo de campo magnético criado por um imã. A força eletromotriz induzida pode ser obtida pela variação temporal do fluxo magnético e é melhor definida como:
 (A) o campo de indução magnética constante.
 (B) o nome dado ao potencial elétrico (tensão) que é produzido pela indução eletromagnética.
 (C) a variação do fluxo de campo magnético que induz a formação de correntes elétricas.
 (D) a superfície de fluxo magnético que diminui o campo de indução magnética.
13) Faz-se o polo norte de um imã aproximar-se da extremidade de um solenoide, em circuito aberto, conforme ilustra a figura abaixo. 
Nestas condições, durante a aproximação, aparece: 
 (A) uma corrente elétrica que circula pela bobina.
 (B) um campo magnético paralelo ao eixo da bobina e contrário ao campo do ímã.
 (C) uma força eletromotriz entre os terminais da bobina.
 (D) um campo magnético perpendicular ao eixo da bobina.
14) Um dos dispositivos utilizados como detector de veículos nas “lombadas eletrônicas” é conhecido como laço indutivo. Quando um veículo em movimento passa por um laço indutivo, a plataforma metálica inferior do veículo (chassis) interage com um campo magnético preexistente no local, induzindo uma corrente elétrica num circuito ligado ao processador de dados. O sistema laço indutivo e a plataforma metálica em movimento geram um sinal eletromagnético obedecendo à lei de Faraday, que pode ser enunciada da seguinte maneira: 
 (A) Campo magnético que varia no tempo é fonte de campo elétrico. 
 (B) Massa é fonte de campo gravitacional. 
 (C) Campo elétrico que varia no tempo é fonte de campo magnético. 
 (D) Carga elétrica é fonte de campo elétrico. 
 (E) Corrente elétrica é fonte de campo magnético.
15) Assinale a alternativa que apresenta apenas dispositivos que funcionam por meio do fenômeno da indução eletromagnética:
 (A) Transformadores, fornos de indução, panela elétrica.
 (B) Geradores, ferro de passar, chuveiro elétrico.
 (C) Televisão, rádio, lâmpada incandescente.
 (D) Transformadores, detectores de metal, motores elétricos.
 
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Transmissão de Energia
A estrutura de distribuição de energia deve ser projetada para evitar acidentes, inclusive ambientais.
Transmissão de energia
A energia gerada nas usinas possui características (tensão, corrente, frequência, etc) não adequadas à transmissão em longa distância e uso doméstico.
Após ser gerada, a eletricidade é transmitida a uma subestação que aumenta a tensão (reduzindo a corrente), entre 70 e 230 KV, e estabiliza a frequência (60 Hz), tornando-a adequada para transmissão.
Nas cidades, outra subestação reduz a tensão (entre 1.000 e 69.000 V) e segue para a rede de distribuição.
Rede de distribuição
A rede de distribuição pode ser aérea (por postes) ou subterrânea. Em alguns pontos da rede, há transformadores que reduzem a tensão (para 127 ou 220 V).
Do transformador, a energia segue para o local de consumo, onde passa por um medidor chamado de “padrão” ou “relógio de luz”. Depois é distribuída pelo imóvel.
É importante que a rede doméstica seja bem projetada e dimensionada. Uma má instalação elétrica, além de apresentar riscos de acidentes, também pode desperdiçar energia de forma silenciosa.
Acidentes
Acidentes podem acontecer quando ligações clandestinas são feitas na rede de distribuição.
O contato acidental com redes aéreas de transmissão de energia pode ocorrer através de linhas de pipas e de objetos manuseados próximos a rede.
Por isso não devemos soltar pipas próximo à rede elétrica e devemos tomar muito cuidado em obras.
Em redes subterrâneas, há risco em casos de perfurações. Por isso, sempre ao perfurar o solo, é preciso verificar se não há uma rede de distribuição no local.
Pequena produção
Há formas de produção de energia que podem ser instaladas próximas ao local de consumo.
Grandes concessionárias de energia ocasionalmente produzem energia de origem Solar e Eólica, porém, é possível que o próprio consumidor tenha pequenos geradores para suprir suas necessidades.
No Brasil, o consumidor que gera a própria energia pode “vender” a energia excedente para a concessionária, gerando créditos para utilizar em meses de menor produção e até pagar a conta de energia de outro imóvel.
1) Qual a frequência utilizada na transmissão de energia?
 (A) 30 Hz	(B) 120 Hz (C) 90 Hz (D) 60 Hz
2) Quando aumentamos a tensão elétrica, o que acontece com a corrente elétrica?
 (A) É aumentada.
 (B) É reduzida.
 (C) Permanece igual.
1) (ENEM-2014) O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.
A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a:
 (A) a esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida.
 (B) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida.
 (C) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade.
 (D) direita e manter o ímã em repouso com polaridadeinvertida.
 (E) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade.
2) (ENEM-2011) O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto:
Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um ímã permanente. O campo magnético do ímã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador, e daí, para o alto-falante.
Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon:
 (A) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante.
 (B) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço.
 (C) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do ímã permanente.
 (D) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador.
 (E) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador.
Revisão:
1) Julgue cada uma das afirmativas como verdadeira (V) ou falsa (F):
a) Quando o número de prótons é igual ao de elétrons, dizemos que o átomo está eletricamente neutro. ( )
b) A intensidade da força entre duas cargas puntiformes é diretamente proporcional ao produto dos módulos das cargas envolvidas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. ( )
c) Como ambos os corpos têm carga positiva, a força elétrica é de afastamento. ( )
d) Uma blusa de lã e a pele eletrizam-se quando atritadas porque há transferência de elétrons de um corpo para o outro. ( )
e) No sistema eletrizado blusa de lã e pele o número de cargas positivas de uma, após o atrito, é igual ao de cargas negativas da outra, pois um objeto ganha exatamente a quantidade de elétrons que o outro perde. ( )
f) Ao aterrarmos um para-raios, elétrons livres podem fluir da Terra para o condutor, se uma nuvem carregada positivamente aproximar-se dele ou do condutor para a Terra, se uma nuvem carregada negativamente aproximar-se dele. ( )
g) Um modo de gerar campos elétricos uniformes é posicionando duas placas, carregadas com cargas de sinais opostos, próximas e em paralelo uma em relação à outra. ( )
Encontrados na natureza, o exemplo mais comum são os compostos de um material conhecido como magnetita.
A agulha de uma bússola indica os pontos cardeais e, por isso, serve para orientação espacial.
Quando há passagem de corrente elétrica por um fio condutor, ele adquire propriedades magnéticas. V
2) Um corpo A, eletricamente positivo, eletriza um corpo B que inicialmente estava eletricamente neutro, por indução eletrostática. Nestas condições pode ser afirmar que o corpo B ficou eletricamente:
 (A) positivo, pois prótons da terra são absorvidos pelo corpo.
 (B) positivo, pois elétrons do corpo foram para a terra.
 (C) negativo, pois prótons do corpo foram para terra.
 (D) negativo, pois elétrons da terra são absorvidos pelo corpo.
 (E) negativo, pois prótons da terra são absorvidos pelo corpo.
3) Um bastão é atritado com um pano. A seguir, repele uma esfera eletrizada negativamente. Pode-se afirmar corretamente que o bastão foi eletrizado: 
 (A) positivamente, por contato com o pano.
 (B) negativamente, por atrito com o pano.
 (C) positivamente, por indução da esfera. 
 (D) neutralizado, ao aproximar-se da esfera.
 (E) negativamente, por indução da esfera. 
4) Não é possível eletrizar uma barra metálica segurando a com a mão, porque: 
 (A) a barra metálica é isolante e o corpo humano é bom condutor.
 (B) a barra metálica é condutora e o corpo humano é isolante. 
 (C) tanto a barra metálica como o corpo humano são bons condutores. 
 (D) a barra metálica é condutora e o corpo humano é semicondutor. 
 (E) tanto a barra metálica como o corpo humano são isolantes.
5) Três objetos A, B, C estão eletrizados. Se A atrai B e este repele C, pode-se afirmar certamente:
 (A) A e C têm cargas de sinais diferentes.
 (B) B e C têm cargas negativas.
 (C) A e C têm cargas de mesmo sinal.
 (D) A e B têm cargas positivas.
6) Um objeto eletrizado positivamente é aproximado de um pedaço de papel-alumínio perdurado por um fio isolante, a afirmativa errada sobre este sistema é:
 (A) Os elétrons livres do papel-alumínio vêm para as proximidades do objeto eletrizado positivamente.
 (B) Aterrado o lado oposto ao indutor às cargas dessa área serão neutralizadas.
 (C) Desligado o contato com a Terra e afastado o indutor, as cargas do induzido irão se redistribuir, ficando o mais afastadas possível umas das outras.
 (D) Após o aterramento e seu desligamento, as cargas do corpo induzido serão positivas.
7) Uma régua de plástico é atritada com um pedaço de seda e fica eletrizada negativamente. Ela é, então aproximada de um papel-alumínio suspenso por uma linha isolante. O papel é inicialmente atraído pela régua, mas ao tocá-la, é repelido. Sobre este sistema é incorreto afirmar:
 (A) A sede perdeu elétrons na eletrização por atrito.
 (B) O papel-alumínio sofreu inicialmente indução.
 (C) O papel-alumínio é repelido quando toca a régua porque após o contato, ambos ficam com cargas de mesmo sinal.
 (D) Acontece a repulsão porque as cargas elétricas são opostas.
8) Num ponto P do espaço, existe um campo elétrico de 4 N/C, com direção e sentido representado na figura:
Colocando nesse ponto um objeto eletrizado com uma quantidade de carga desconhecida, ela desloca-se verticalmente para cima sob ação de uma força elétrica de 16 N.
a) Qual é o sinal dessa carga?
9) Indique a afirmativa correta:
 (A) O estudo da eletrização por indução comprova que corpos neutros não podem ser atraídos por corpos eletrizados.
 (B) Um corpo eletrizado pode repelir um neutro.
 (C) Um condutor eletrizado positivamente esta com falta de elétrons.
 (D) O campo elétrico no interior de um condutor eletrizado não pode sofrer ação de uma força elétrica.
“Assim como a massa da Terra gera, ao redor de si, um campo gravitacional capaz de atrair outras massas, a carga elétrica também gera, ao redor de si, um campo elétrico capaz de atrair cargas de sinal contrário ou repelir cargas de mesmo sinal. Assim, chamamos de campo elétrico uma região do espaço onde uma carga elétrica sofre ação de uma força elétrica.”
10) Duas cargas elétricas puntiformes positivas e iguais a 2x10-6 C estão separadas por uma distância de 30 cm no vácuo. Qual a melhor opção quanto a força e representação do seu vetor?
(A) Repulsão: 
(B) Atração: 
(C) Repulsão: 
(D) Atração: 
Revisão Magnetismo:
1) Um pedaço de ferro é posto nas proximidades de um ímã, conforme o esquema abaixo.
Qual é a única afirmação correta relativa à situação em apreço?
 (A) É o ímã que atrai o ferro.
 (B) É o ferro que atrai o ímã.
 (C) A atração do ferro pelo ímã é mais intensa do que a atração do ímã pelo ferro.
 (D) A atração do ímã pelo ferro é mais intensa do que a atração do ferro pelo ímã.
 (E) A atração do ferro pelo ímã é igual à atração do ímã pelo ferro. 
2) As bússolas são dispositivos usados ao longo dos séculos para facilitar a navegação. Assinale a alternativa correta em relação às bússolas.
 (A) As bússolas são pequenos ímãs que se orientam de acordo com o campo elétrico da Terra.
 (B) As bússolas são capazes de apontar na direção exata do Norte geográfico.
 (C) As bússolas são úteis em qualquer região do planeta Terra.
 (D) As bússolas são agulhas magnetizadas que se alinham de acordo com o campo magnético da Terra.
3) A ideia de linhas de campo magnético foi introduzida pelo físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867) para explicar os efeitos e a natureza do campo magnético.Na figura ao lado, extraída do artigo “Pesquisas Experimentais em Eletricidade”, publicado em 1852, Faraday mostra a forma assumida pelas linhas de campo com o uso de limalha de ferro espalhada ao redor de uma barra magnética.
Sobre o campo magnético, é correto afirmar:
 (A) somente é gerado por um imã.
 (B) é maior quando gerado pelo polo sul do imã.
 (C) é maior quando gerado pelo polo norte do imã.
 (D) pode ser gerado por uma corrente elétrica.
4) Um ímã que se aproxima de uma espira induz corrente elétrica nela, como indicada na figura. Qual a única afirmativa abaixo que NÃO descreve esse fenômeno?
(A) Geramos uma corrente elétrica induzida na espira, quando, ao aproximarmos ou afastarmos dela, fazemos com que ocorra uma variação do número de linhas de campo magnético em seu interior.
(B) Podemos gerar a variação de fluxo magnético pelo afastamento ou aproximação do ímã em relação à bobina, ou afastamento ou aproximação da espira com o ímã em repouso.
(C) Quando aproximamos o ímã, a corrente elétrica induzida tem o sentido indicado para gerar um campo magnético oposto ao do ímã, e seu fluxo aumenta.
(D) O campo magnético formado por um condutor espiral é uma circunferência formada pelas linhas de campo nos planos perpendiculares ao ímã. 
5) Associe as grandezas que se relacionam com os fenômenos magnéticos, com suas devidas definições:
Vetor Campo Magnético 
Vetor Força Magnética
Fluxo Magnético
Força Eletromotriz Induzida
mede a intensidade, direção e sentido da interação entre os corpos, baseado nos seus efeitos sobre o ambiente, e representado por linhas de indução magnética.
mede a intensidade, direção e sentido dos efeitos sobre o ambiente provocados pela interação entre os corpos ou seja, mede o efeito das linhas de indução magnética.
mede a quantidade de potencialidade de provocar efeitos numa determinada área de interação entre os corpos, ou seja, mede a quantidade de linhas de indução magnética.
mede o potencial elétrico (tensão) que é produzido pela indução eletromagnética, que é um dos efeito das linhas de indução magnética.
Prova:
“Os campos magnéticos permeiam nosso cotidiano, estão nas tarjas magnéticas dos cartões, nos HD’s dos nossos computadores, são usados em shows de mágicas e em aparelhos de ressonância magnética. E atire a primeira pedra quem não tem um ímã em sua geladeira, com número do telefone da farmácia ou da pizzaria preferida. Historicamente, a utilização de campos magnéticos teve um papel importante no período das grandes navegações, pois as agulhas magnéticas de uma bússola se alinham com a direção Norte-Sul da Terra. Atualmente, temos o GPS que poderia ser chamado de bússola da era digital.”
1) Considere um ímã em forma de barra apoiado sobre uma mesa. Você segura entre os dedos outro ímã em forma de barra e investiga as forças magnéticas que agem sobre ele, nas proximidades do ímã apoiado sobre a mesa. Você conclui que o ímã entre seus dedos:
(A) será sempre atraído pelo ímã fixo.
(B) será sempre repelido pelo ímã fixo.
(C) não será atraído nem repelido.
(D) poderá se repelir ou ser atraído dependendo do polo magnético que for aproximado.
2) Se um ímã permanente é quebrado ao meio, devemos esperar que:
 (A) as suas partes desmagnetizem-se.
 (B) uma de suas partes torne-se um polo norte, e a outra, um polo sul.
 (C) cada uma de suas partes torne-se um ímã menor.
 (D) temporariamente, percam sua magnetização.
3) Indique a afirmativa FALSA:
(A) A força magnética atua sem que os objetos magnetizados estejam em contato, ou seja, é uma interação que ocorre a distância.
(B) A força magnética se distingue da força de atrito, por exemplo, cuja existência depende do contato e do movimento relativo entre dois objetos.
(C) A força magnética que atua sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético é sempre perpendicular à velocidade da carga.
(D) As intensidades do campo magnético e da força magnética, que atuam sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético, não dependem da intensidade da corrente elétrica.
4) Faraday demonstrou que a variação de um campo magnética gera corrente elétrica enrolando dois fios em lados opostos de um anel metálico. Ele ligou um dos fios em uma bateria e outro em um medidor de corrente. Concluiu que: Quando aproximamos ou afastamos um imã de uma bobina condutora, induzimos o surgimento de uma corrente elétrica. Como foi chamado o fenômeno observado nessa experiência?
 (A) Indução Eletromagnética.
 (B) Corrente de Indução.
 (C) Força de Fluxo.
 (D) Forças de Campo Eletroímã.
5) "O sentido da corrente induzida é tal que se opõe à variação de fluxo magnético que a produziu". Esta frase traduz a chamada Lei de:
 (A) Oersted
 (B) Lenz 
 (C) Joule 
 (D) Coulomb 
Calcule a intensidade e desenhe a direção e o sentido da força magnética sobre o fio condutor da figura. Considere que a intensidade da corrente elétrica é de 2 A, o fio tenha comprimento de 0,5m, o campo magnético tenha 10–2 T e o ângulo entre o condutor e a direção do campo é de 90o. Dado: sem 90o = 1.
Solução
ℓ = 0,5 m
i = 2 A
B = 10–2 T
θ =90o
F = B ∙ i ∙ ℓ ∙ sen θ
F = 10–2 x 2 x 0,5 x sen 90o
F = 10–2 x 1 x 1
F = 10–2 N
A direção e sentido seriam descritos, respectivamente, perpendicular ao fio e entrando nesse fio.
Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6 A percorra uma barra condutora de comprimento ℓ = 5 cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 × 10–2 N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição de equilíbrio a uma velocidade média de 5 m/s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta.
A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de: 
(A) 5 × 10–1 T.
(B) 5 × 10–2 T.
(C) 5 × 101 T.
(D) 2 × 10–2 T.
(E) 2 × 100 T.
Temos uma questão de equilíbrio de forças em que as nossas forças atuantes são: Força magnética e força elástica. 
Encontraremos o módulo de cada um para, a partir dai, encontrar o valor do campo.
Calculando o comprimento do seguimento OC:
OC=Vm ∙ t
OC=5 x 6 x 10–2 = 3 x 10–2 m
OC= 3 cm 
O valor de OC serve como componente “x” no caso em que temos a deformação máxima da mola na Força elástica:
Fel=K∙xmáx = K∙OC
Fel= 5 x 10–2 x 3
Fel= 15 x 10–2 
Para encontrarmos o sentido da força magnética, devemos usar a regra da mão direita. Através dessa regra, podemos concluir que o sentido da força magnética é para a esquerda, justamente no sentido oposto a força elástica.
Fmag= B ∙ i ∙ ℓ ∙ sen θ
Fmag = B ∙ 6 ∙ 5 x 10–2∙ sen 90o
Fmag = B ∙ 30 x 10–2∙ 1
Fmag = B ∙ 30 x 10–2
Através do equilíbrio de forças, podemos deduzir que:
Fmag=Fel
B ∙ 30 x 10–2 = 15 x 10–2 
B= 15 / 30
B = 0,5 = 5 x 10– 1 T
A Terra é considerada um ímã gigantesco, que tem as seguintes características:
a) O polo Norte geográfico está exatamente sobre o polo sul magnético, e o Sul
geográfico está na mesma posição que o norte magnético;
b) O polo Norte geográfico está exatamente sobre o polo norte magnético, e o Sul
geográfico está na mesma posição que o sul magnético;
c) O polo norte magnético está próximo do polo Sul geográfico, e o polo sul magnético
está próximo do polo Norte geográfico;
d) O polo norte magnético está próximo do polo Norte geográfico, e o polo sul magnético
está próximo do polo Sul geográfico;
e) O polo Norte geográfico está defasado de um ângulo de 45º do polo sul magnético, e o
polo Sul geográfico está defasado de 45º do polo norte magnético.
Antiguidade
Apesar da falta de rigor científico até meados do século XIX, os eventos elétricos e magnéticos já eram estimados durante o período da Antiguidade.
Experimentosde Oersted
Experimentos do cientista dinamarquês Hans C. Oersted (1820):
Ao aplicar uma corrente elétrica por dentro de um fio, gera-se um campo magnético suficientemente forte para mudar a o sentido da agulha de uma bússola.
Desse modo, percebeu-se que um campo elétrico pode produzir um campo magnético, o que deu início a um campo da física denominado eletromagnetismo.
O passo seguinte foi analisar se o oposto era possível, ou seja, se um campo magnético seria capaz de gerar um campo elétrico.
Quando há passagem de corrente elétrica por um fio condutor, ele adquire propriedades magnéticas. A forma como esse fio está arranjado muda as características do campo magnético produzido por ele.
(ENEM 2018) A tecnologia de comunicação da etiqueta RFID (chamada de etiqueta inteligente) é usada há anos para rastrear gado, vagões de trem, bagagem aérea e carros nos pedágios. Um modelo mais barato dessas etiquetas pode funcionar sem baterias e é constituído por três componentes: um microprocessador de silício; uma bobina de metal, feita de cobre ou de alumínio, que é enrolada em um padrão circular; e um encapsulador, que é um material de vidro ou polímero envolvendo o microprocessador e a bobina. Na presença de um campo de radiofrequência gerado pelo leitor, a etiqueta transmite sinais. A distância de leitura é determinada pelo tamanho da bobina e pela potência da onda de rádio emitida pelo leitor.
(Disponível em: http://eletronicos.hsw.uol.com.br. Acesso em: 27 fev. 2012 - adaptado).
A etiqueta funciona sem pilhas porque o campo:
 (A) elétrico da onda de rádio agita elétrons da bobina.
 (B) elétrico da onda de rádio cria uma tensão na bobina.
 (C) magnético da onda de rádio induz corrente na bobina.
 (D) magnético da onda de rádio aquece os fios da bobina.
 (E) magnético da onda de rádio diminui a ressonância no interior da bobina.
(ENEM-2011) Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas para acender uma pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato com o pneu da bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para acender a lâmpada. Dentro desse gerador, encontram-se um ímã e uma bobina.
(Disponível em: http://www.if.usp.br. Acesso em: 1 maio 2010.)
O princípio de funcionamento desse equipamento é explicado pelo fato de que a
 (A) corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região. 
 (B) bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica. 
 (C) bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente elétrica. 
 (D) corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético. 
 (E) corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético.
Na avaliação da eficiência de usinas quanto à produção e aos impactos ambientais, utilizam-se vários critérios, tais como: razão entre produção efetiva anual de energia elétrica e potência instalada ou razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório. No quadro seguinte, esses parâmetros são aplicados às duas maiores hidrelétricas do mundo: Itaipu, no Brasil, e Três Gargantas, na China.
Com base nessas informações, avalie as afirmativas que se seguem.
I - A energia elétrica gerada anualmente e a capacidade nominal máxima de geração da hidrelétrica de Itaipu são maiores que as da hidrelétrica de Três Gargantas.
II - Itaipu é mais eficiente que Três Gargantas no uso da potência instalada na produção de energia elétrica.
III - A razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório é mais favorável na hidrelétrica Três Gargantas do que em Itaipu.
É correto apenas o que se afirma em:
(A) I.
(B) II.
(C) III.
(D) I e III.
(E) II e III.
Analisando as afirmações, uma a uma, temos:
I. Falsa. De fato, energia efetivamente produzida é maior para a Usina de Itaipu que para a Três Gargantas. No entanto, como potência é energia por unidade de tempo, a capacidade nominal máxima é dada pela potência e esta é maior na Usina de Três Gargantas.
II. Verdadeira. A razão produção/potência é aproximadamente 7381 para hidrelétrica Itaipu e 4615 para Três Gargantas, isto é, Itaipu tem maior rendimento, logo, é mais eficiente.
III. Verdadeira.  A razão potência/área é 18,2 MW/Km² para a hidrelétrica Três Gargantas e 9 MW/Km² para a Itaipu. Portanto, esta razão é mais favorável em Três Gargantas.
Portanto, é correto o que se afirma em II e III.
Na figura abaixo está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade.
 
 
Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina: 
(A) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina. 
(B) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água. 
(C) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento. 
(D) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água. 
(E) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.
Questões de aprofundamento de Geradores
1) Quais são as partes que constituem um gerador de usina?
Os geradores das usinas são constituídos de duas partes: uma móvel (o eixo) e uma fixa. Na móvel, um circuito elétrico é conectado a uma fonte de energia elétrica; na fixa, instalam-se os circuitos na área em que a corrente elétrica ou a tensão serão induzidas quando o eixo for colocado em movimento.
2) Como a lei de Faraday explica o surgimento de tensão induzida nos terminais de um espira de um gerador de usina?
A corrente elétrica no circuito preso ao eixo cria um campo magnético na região em que estão os circuitos fixos. Com o giro do eixo, a campo magnético na região em que estão esses circuitos varia, induzindo uma corrente elétrica se o circuito fixo está fechado, isto é, se um aparelho elétrico está conectado a ele. Se o circuito fixo estiver aberto, uma tensão será induzida em seus terminais.
3) Por que a corrente elétrica induzida é do tipo alternada num gerador de usina?
Porque o sentido da corrente e sua intensidade variam em virtude das variações de fluxo de campo magnético por unidade de tempo responsável por seu surgimento.
4) Do que depende a frequência de alternância da corrente e da força eletromotriz (tensão elétrica) induzida?
Depende da velocidade de giro do eixo e do número de pares de polos do campo magnético criado pela corrente elétrica no circuito fixado ao eixo.
5) O que diferencia uma usina hidrelétrica de uma termelétrica?
Na maneira como é obtido o giro do eixo do gerador de eletricidade. Na hidrelétrica é a queda d’água que gira as pás da turbina cujo eixo é acoplado ao do gerador; na termelétrica, é o vapor de água à alta pressão que provoca o giro.
6) Qual é a principal diferença entre uma usina termelétrica e uma usina nuclear?
É a forma como se obtém o aquecimento da água até sua vaporização. Na usina termelétrica, a vaporização é obtida com a queima de um combustível (carvão, óleo); na usina nuclear, a anergia para a vaporização provém de uma reação nuclear (das forças do núcleo dos átomos).
7) Por que é necessário elevar a tensão elétrica antes de ser iniciada a distribuição da energia elétrica?
Para evitar grande perda de energia elétrica devido ao efeito Joule: quanto maior a corrente elétrica no circuito, maior será a perda de energia (P = R∙i2). Para amenizar essa perda, a tensão elétrica é elevada e, consequentemente, a corrente no circuito é diminuída do mesmo fator (P = U∙i).
8) Um transformador recebe uma tensão elétrica de 800V em seu circuito primário. Sabendo que o número de voltas no núcleo de ferro desses circuito é de 1.600, qual deverá ser o número de voltas do circuito secundário desse transformador para que a tensão nos terminais desse circuito seja de 110V?
V1 = 800V
N1 = 1.600 voltas
V2 = 110V
N2 = ?
V1 / N1 = V2 / N2
800 / 1.600 = 110 / N2
1 / 2 = 110 / N2
N2 = 2 x 110
N2 = 220
Logo, no circuito secundário deverá ter 220 voltas.
9) Num transformador, a razão entre o número de espirais