23 SPE CURSO EXT 8 FIS C

Prévia do material em texto

1
Indução 
eletromagnética
Aula 
29 8C
Física
 Fluxo magnético
O fluxo magnético, através de uma espira, é uma 
grandeza relacionada com o número de linhas do cam-
po de indução magnética que atravessa a área dessa 
espira.
N
A B
N ⇒ reta normal à área da espira
A ⇒ área delimitada pela espira
α ⇒ ângulo entre a reta normal (N) e o campo magnéti-
co (B)
φ ⇒ fluxo magnético
φ ⇒ B · A · cos α
O fluxo magnético depende da intensidade do 
campo de indução magnética B, da área da espira A e 
da inclinação α, que essa espira forma com as linhas de 
campo.
Unidades no SI
A ⇒ m2
φ ⇒ Wb (weber)
B ⇒ T (tesla)
Wb/m2
Observação:
A unidade weber é uma homenagem ao físico 
alemão Wilhelm Weber (1804 - 1891), que executou 
trabalhos sobre o magnetismo terrestre e eletro-
magnetismo.
 Experiência de Faraday
Estudamos que Oersted, em 1820, mostrou que a 
corrente elétrica gera um campo magnético. E o inverso 
seria possível?
Em 1831, o físico inglês Michael Faraday, após diver-
sas experiências, chegou à conclusão de que era possível 
a partir de um campo magnético gerar uma corrente 
elétrica.
Vejamos algumas das experiências de Faraday.
Primeira experiência
Há corrente induzida na bobina, ao se aproximar ou 
afastar o ímã.
Na aproximação do ímã, aparece corrente em deter-
minado sentido; no afastamento, a corrente gerada tem 
sentido contrário.
Ímã
(aproximado ou afastado)
Galvanômetro
Bobina i
2 Extensivo Terceirão
Segunda experiência
Movendo o ramo —ab da espira imersa num campo 
magnético, aparece uma corrente induzida.
Movendo o ramo —ab para a direita, corrente em 
determinado sentido, movendo o ramo —ab para esquerda, 
corrente em outro sentido.
a
G
mov
b
i
 Lei de Faraday
Observando suas experiências, Faraday concluiu ser 
possível produzir uma corrente elétrica num circuito 
quando se provoca através dele um fluxo magnético 
variável.
A corrente que surge será denominada induzida e o 
fenômeno, indução eletromagnética.
Sabemos que só pode existir corrente num circuito 
se nele atuar uma força eletromotriz. Segundo Faraday, 
essa f.e.m. é induzida no circuito devido à variação do 
fluxo magnético.
Lei de Faraday
Sempre que ocorrer uma variação de fluxo magné-
tico, através de um circuito, aparecerá, neste circuito, 
uma f.e.m. induzida.
O valor desta f.e.m. (e) é dado por:
e
t
� �
�
�
�
Observação:
O sinal negativo se refere ao sentido da f.e.m. 
induzida (Lei de Lenz).
Lei de Lenz
O físico russo Heinrich Lenz (1804-1865), a partir de 
experimentos, propôs uma lei para determinar o sentido 
da corrente elétrica induzida na espira.
O sentido da corrente elétrica induzida numa espira 
é tal que o fluxo por ela criado se opõe à variação de 
fluxo ocorrida no interior da espira.
A aproximação de um ímã em relação a uma espira 
causa a variação do fluxo magnético através da espira, 
originando uma f.e.m. induzida e consequentemente 
uma corrente induzida. Esta corrente irá, então, gerar 
um fluxo magnético induzido que se oporá à variação do 
fluxo magnético indutor. Por exemplo, a aproximação do 
polo sul do ímã provoca o surgimento do polo sul na face 
da espira voltada ao ímã.
N S
v
S
Dessa forma, ocorrem forças de repulsão entre o ímã 
e a espira. Para marcar o sentido da corrente, usamos a 
regra da mão direita.
Caso o ímã passe a se afastar, a corrente induzida 
mudará de sentido, o que faz surgir o polo norte na face 
voltada ao ímã.
N S
v
N
Dessa forma, ocorrem forças de atração entre o ímã 
e a espira.
 Gerador de corrente
Na próxima aula, iremos estudar que os geradores 
das usinas hidrelétricas fornecem corrente elétrica para 
nossas residências devido à indução eletromagnética.
Aula 29
3Física 8C
Testes
Assimilação
29.01. (UPF − RS) − A indução eletromagnética é um 
fenômeno que se encontra presente em diversos equi-
pamentos que utilizamos cotidianamente. Ela é utilizada 
para gerar energia elétrica e seu princípio físico consiste no 
aparecimento de uma força eletromotriz entre os extremos 
de um fio condutor. Para que essa força eletromotriz surja, é 
necessário haver variação de 
a) campo elétrico. 
b) resistência elétrica. 
c) capacitância elétrica. 
d) temperatura. 
e) fluxo magnético.
29.02. Com relação ao fenômeno da indução eletromagné-
tica, são feitas as seguintes afirmações: 
I. Foi descoberto experimentalmente por M. Faraday. 
II. Uma força eletromotriz (f.e.m.) é sempre induzida em 
um laço condutor fechado quando o fluxo magnético 
que o atravessa varia. 
III. A f.e.m. induzida neste laço causa a aparição de uma 
corrente induzida. 
Pode-se afirmar que:
a) nenhuma das afirmações está correta. 
b) apenas a afirmação I está correta. 
c) apenas as afirmações I e II estão corretas. 
d) apenas as afirmações I e III estão corretas. 
e) todas as afirmações estão corretas. 
29.03. (FUVEST − SP) − Aproxima-se um ímã de um anel 
metálico fixo em um suporte isolante, como mostra a figura. 
O movimento do ímã, em direção ao anel,
a) não causa efeitos no anel. 
b) produz corrente alternada no anel. 
c) faz com que o polo sul do ímã vire polo norte e vice-versa. 
d) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de 
atração entre anel e ímã. 
e) produz corrente elétrica no anel, causando uma força de 
repulsão entre anel e ímã. 
29.04. (MACK – SP) – O fenômeno da indução eletromag-
nética em uma bobina ocorre quando: 
a) passa pela bobina uma corrente contínua; 
b) ocorre variação do fluxo magnético no interior da bobina; 
c) existe um campo de indução magnética no interior da 
bobina; 
d) cargas positivas percorrem o fio que constitui a bobina; 
e) aplicamos aos terminais da bobina uma ddp.
Aperfeiçoamento
29.05. (UFRGS) – O gráfico registra o fluxo magnético através 
de um anel metálico ao longo de 5 segundos. Em quais dos 
intervalos de tempo relacionados (valores em segundos) 
surgirá no anel uma corrente elétrica induzida? 
t (s)1 2 3 5
4
0
Φ (Wb)
a) Somente em (1, 2)
b) Somente em (0, 1) e (2, 3)
c) Somente em (0, 1) e (4, 5)
d) Somente em (0, 1), (1, 2) e (2, 3)
e) Somente em (0, 1), (2, 3), (3, 4) e (4, 5)
29.06. Nas figuras a e b abaixo, o ímã se desloca com velo-
cidade v na direção de uma espira circular. 
a) 
N
S
V
→
 b) 
N
S
V
→
O sentido das correntes induzidas em a e b são, respecti-
vamente: 
a) horário e horário;
b) anti-horário e anti-horário;
c) horário e anti-horário;
d) anti-horário e horário;
e) horário e nula.
4 Extensivo Terceirão
29.07. (UFRGS) − A figura abaixo representa uma espira 
condutora quadrada, inicialmente em repouso no plano da 
página. Na mesma região, existe um campo magnético uni-
forme, de intensidade B, perpendicular ao plano da página. 
0
0
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
B
→
Considere as seguintes situações: 
I. A espira se mantém em repouso e a intensidade do 
campo magnético varia no tempo. 
II. A espira se mantém em repouso e a intensidade do cam-
po magnético permanece constante no tempo. 
III. A espira passa a girar em torno do eixo OO’ e a intensidade 
do campo magnético permanece constante no tempo.
Em quais dessas situações ocorre indução de corrente elétrica 
na espira? 
a) Apenas em I.
b) Apenas em II.
c) Apenas em III.
d) Apenas em I e III.
e) Em I, II e III.
29.08. (IMED − RS) − Para a indução de corrente elétrica em 
um solenoide, é utilizado um ímã em barra. Para tanto, são 
testadas as seguintes possibilidades:
I. Movimenta-se o ímã com velocidade constante, man-
tendo o solenoide próximo e parado.
II. Gira-se o ímã com velocidade angular constante, man-
tendo o solenoide próximo e parado.
III. Movimenta-se o solenoide com velocidade constante, 
mantendo o ímã próximo e parado.
IV. Movimenta-se ambos com velocidades iguais em mó-
dulo, direção e sentido.
Dessas possibilidades, quais podem gerar corrente elétrica 
no solenoide? 
a) Apenas I e II.
c) Apenas III e IV.
e) Apenas I, III e IV. 
b) Apenas II e IV.
d) Apenas I, IIe III.
29.09. (UNEMAT – MT) − A figura mostra um ímã caindo 
dentro de um tubo preso a um suporte.
Ímã
De acordo com o experimento, assinale a alternativa correta.
a) A velocidade do ímã aumenta se o tubo for de ferro.
b) O ímã cai mais rapidamente se o tubo for de plástico, ao 
invés de alumínio.
c) O tempo de queda do ímã é o mesmo se o tubo for de 
ferro ou alumínio.
d) Enquanto o ímã cai no interior do tubo de plástico, há 
uma corrente induzida no tubo.
e) O tempo de queda só depende do peso do ímã, inde-
pendentemente se o tubo for de plástico ou de alumínio.
29.10. A figura a seguir representa um ímã 
em forma de barra, que se aproxima de uma 
espira circular fixa.
Nesta situação, observa-se a formação de 
um polo na parte superior da 
espira, há entre ímã e espira, e 
circula na espira uma corrente elétrica de 
sentido , determinada pela lei 
de .
A alternativa que preenche respectiva e corretamente as 
lacunas é:
a) sul, atração, anti-horário, Lenz.
b) norte, repulsão, horário, Faraday.
c) sul, repulsão, horário, Lenz.
d) norte, atração, anti-horário, Faraday.
e) sul, atração, horário, Lenz.
Aprofundamento
29.11. (PUC – RS) – Um anel, preso por um fio isolante, é 
solto na posição A e, durante seu movimento, atravessa um 
campo magnético B uniforme, passando pelas posições 1, 
2, 3 e 4. 
1
X
A
B
→
2 3
4
X X
XX X
X X X
N
V
→
S
Aula 29
5Física 8C
Surgirá no anel uma corrente elétrica induzida: 
a) somente na posição 1; 
b) somente na posição 2;
c) somente na posição 3;
d) nas posições 1 e 3;
e) nas posições 2 e 4.
29.12. (UEFS − BA) − Os ímãs, naturais ou artificiais, apresen-
tam determinados fenômenos denominados de fenômenos 
magnéticos.
Sobre esses fenômenos, é correto afirmar:
a) A Lei de Lenz estabelece que o sentido da corrente in-
duzida é tal que se opõe à variação de fluxo magnético 
através de um circuito que a produziu.
b) Os pontos da superfície terrestre que possuem inclinação 
magnética máxima pertencem a uma linha chamada 
Equador Magnético.
c) Sob a ação exclusiva de um campo magnético, o movi-
mento de uma carga elétrica é retilíneo e uniformemente 
acelerado.
d) Nas regiões em que as linhas de indução estão mais 
próximas, o campo magnético é menos intenso.
e) As linhas de indução são, em cada ponto, perpendiculares 
ao vetor indução magnética. 
29.13. (UFMG) – Um anel metálico rola sobre uma mesa, 
passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como 
representado na figura. Na região indicada pela parte som-
breada na figura, existe um campo magnético uniforme, 
perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B. 
Considerando-se essa situação, é correto afirmar que, quando 
o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica nele: 
B
P Q R S
a) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S. 
b) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S. 
c) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S. 
d) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R. 
e) é nula em Q, R e S.
29.14. (UFRGS) − A figura abaixo representa um experimen-
to em que um ímã está sendo aproximado com velocidade 
V de uma bobina em repouso, ligada em série com um 
galvanômetro G. 
A seguir, três variantes do mesmo experimento estão repre-
sentadas nas figuras I, II e III.
I – 
II – 
III – 
Assinale a alternativa que indica corretamente as variantes 
que possuem corrente elétrica induzida igual àquela produ-
zida no experimento original. 
a) Apenas I. 
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas I e II. 
e) I, II e III. 
6 Extensivo Terceirão
29.15. (UFJF − MG) − Um anel metálico cai verticalmente 
devido ao seu peso em uma região de campo magnético 
constante saindo perpendicularmente ao plano da folha, 
de acordo com a figura abaixo.
B
→
Assinale a alternativa CORRETA sobre a corrente induzida 
no anel. 
a) não existe corrente induzida no anel durante o percurso 
da queda, pois o campo é constante. 
b) a corrente induzida no anel é no sentido horário quando 
o anel entra na região do campo.
c) a corrente induzida no anel é no sentido anti-horário 
quando o anel entra na região do campo.
d) existe uma corrente induzida durante todo o instante de 
queda devido à variação da posição do anel em relação 
ao campo.
e) existe uma corrente induzida somente quando o anel 
encontra-se totalmente imerso no campo.
29.16. (ACAFE − SC) − Um estudante elaborou um projeto 
para sua aula de Física. Projetou um agasalho para esquentar 
e, com isso, aquecer as pessoas. Para tanto, colocou um pên-
dulo nas mangas do agasalho, para oscilar com o movimento 
dos braços, ligado a um gerador elétrico que, por sua vez, 
estava ligado a um circuito de condutores para converter 
energia elétrica em térmica.
A figura a seguir mostra o agasalho com o detalhamento do 
gerador, ou seja, um ímã que oscila próximo a uma bobina.
Assim, analise as seguintes afirmações:
( ) A corrente elétrica produzida pelo gerador é contínua.
( ) O fenômeno que explica a geração de energia elétrica 
nesse tipo de gerador é a indução eletromagnética.
( ) A bobina provoca uma força magnética no ímã que 
tenta impedir o movimento de oscilação do mesmo.
( ) A corrente induzida aparece porque um fluxo magné-
tico constante atravessa a bobina.
( ) Toda energia mecânica do movimento dos braços é 
convertida em energia térmica para aquecimento da 
pessoa.
A sequência correta, de cima para baixo, é: 
a) F–V–V–F–F
b) V–V–V–F–F 
c) F–V–F–F–V
d) V–F–F–V–F
29.17. (PUCPR) − A figura a seguir mostra um circuito 
composto por uma bateria ideal de força eletromotriz E, 
conectada a um resistor variável RV por meio de fios condu-
tores. Próxima ao circuito encontra-se uma espira circular 
condutora.
E
RV
espira
Considere os seguintes procedimentos, feitos de forma 
independentes. 
I. Deslocar a espira, aproximado-a do circuito. 
II. Deslocar a espira, afastando-a do circuito. 
III. Aumentar gradativamente o valor de RV. 
IV. Diminuir gradativamente o valor de RV. 
A respeito do que foi descrito, é CORRETO afirmar que 
a) apenas os procedimentos I e IV fazem com que surja 
corrente elétrica induzida na espira. 
b) apenas os procedimentos II e III fazem com que surja 
corrente elétrica induzida na espira. 
c) apenas os procedimentos I e III fazem com que surja 
corrente elétrica induzida na espira. 
d) todos os procedimentos fazem com que surja corrente 
elétrica induzida na espira.
e) nenhum dos procedimentos faz com que surja corrente 
elétrica induzida na espira, já que ela não está conectada 
à bateria.
Aula 29
7Física 8C
29.18. (UFPR) – 
φ 
(T
 • 
m
2 )
0
0 2 4 6 8 10 12 14
50
100
t (s)
O desenvolvimento do eletromagnetismo contou com a 
colaboração de vários cientistas, como Faraday, por exem-
plo, que verificou a existência da indução eletromagnética. 
Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um professor 
idealizou uma experiência simples. Construiu um circuito 
condutor retangular, e aplicou formado por um fio com 
resistência total R = 5 Ω, através dele um fluxo magnético Φ 
cujo comportamento em função do tempo t é descrito pelo 
gráfico acima. O fluxo magnético cruza perpendicularmente 
o plano do circuito. Em relação a esse experimento, considere 
as seguintes afirmativas. 
 1. A força eletromotriz induzida entre t = 2 s e t = 4 s vale 
50 V. 
 2. A corrente que circula no circuito entre t = 2 s e t = 4 s 
tem o mesmo sentido que a corrente que por ele entre 
t = 8 s e t = 12 s. 
 3. A corrente que circula pelo circuito entre t = 4 s e t = 8 s 
vale 25 A. 
 4. A potência elétrica dissipada no circuito entre t = 8 s e 
t = 12 s vale 125 W. 
Assinale a alternativa correta. 
a) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. 
b) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. 
c) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. 
d) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. 
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
Desafios
29.19. (UFPR) − Na figura abaixo, está representada uma 
espira situada no planoda página e ligada a um resistor. Ela 
é atravessada por um campo magnético variável no tempo, 
cujo fluxo magnético é dado por Φ = 1,2 ⋅ 10‒3 + 3,5 ⋅ 10‒3 t 
(o fluxo Φ e o tempo t são expressos em unidades do SI). As 
linhas do campo são perpendiculares ao plano da página e 
saem dela.
B
→
R = 3,5Ω
Considerando os dados acima, é correto afirmar: 
01) O gráfico de Φ em função de t é uma reta. 
02) A força eletromotriz induzida na espira varia com o 
tempo. 
04) A corrente elétrica induzida percorre o resistor da direi-
ta para a esquerda. 
08) A intensidade da corrente elétrica que passa pelo resis-
tor é igual a 1,2 mA. 
16) A intensidade da corrente elétrica induzida será a mes-
ma, esteja B

 entrando ou saindo do plano do papel. 
32) O fenômeno analisado neste problema pode ser usado 
para explicar o funcionamento de um dínamo.
8 Extensivo Terceirão
Gabarito
29.01. e
29.02. e
29.03. e
29.04. b
29.05. e
29.06. d
29.07. d
29.08. d
29.09. b
29.10. c
29.11. d
29.12. a
29.13. a
29.14. d
29.15. b
29.16. a
29.17. d
29.18. d
29.19. 53 (01 + 04 + 16 + 32)
29.20. b
29.20. (AFA − SP) − Uma espira condutora E está em repouso próxima a um fio retilíneo longo AB de um circuito elétrico 
constituído de uma bateria e de um reostato R, onde flui uma corrente i, conforme ilustrado na figura abaixo.
Considerando exclusivamente os efeitos eletromagnéticos, pode-se afirmar que a espira será 
a) repelida pelo fio AB se a resistência elétrica do reostato aumentar.
b) atraída pelo fio AB se a resistência elétrica do reostato aumentar.
c) sempre atraída pelo fio AB independentemente de a resistência elétrica do reostato aumentar ou diminuir.
d) deslocada paralelamente ao fio AB independentemente de a resistência elétrica do reostato aumentar ou diminuir.
9Física 8C
Aula 30
Física
1B8C
Indução eletromagnética e 
transformadores
 Condutor retilíneo
Numa região de campo magnético uniforme B, 
encontra-se um fio metálico fixo ABCD. Uma barra con-
dutora xy, de comprimento L, será deslocada sobre o fio 
metálico ABCD, com velocidade constante v, conforme 
mostra a figura abaixo:
B x A
C D
y
v 
B 
L
S0
À medida que a barra se desloca, há um aumento na 
área da espira, provocando dessa forma um aumento 
do fluxo, pois na aula passada estudamos que o fluxo é 
calculado por:
φ = B · A · cos α
A espira se opõe a esse aumento do fluxo, dando 
origem a uma corrente elétrica induzida e, consequen-
temente, a uma força eletromotriz induzida.
i
B A
C D
S0
v 
B 
∆s
s
i
i
L
Fm
A força eletromotriz induzida é calculada pela lei de 
Faraday.
e
t
B A
t
e
B s L
t
e
B s L
t
então:
A
V
=
∆
∆
=
⋅∆ ⋅
∆
=
⋅∆ ⋅ ⋅ °
∆
=
⋅∆ ⋅
∆
∆
cos
cos
,
�
0
e = B · L · V
Como aumenta o fluxo na espira, ela se opõe geran-
do um campo contrário ao campo magnético existente. 
Dessa forma, usando a regra da mão direita, é possível 
achar o sentido da corrente elétrica e, usando a regra da 
mão esquerda, achar o sentido da força magnética que 
surge no condutor retilíneo xy.
 Corrente alternada
No decorrer do estudo da Eletrodinâmica, conside-
ramos apenas a corrente elétrica contínua, ou seja, ela 
apresentava um único sentido no circuito.
As pilhas e baterias são exemplos de fontes de corren-
te contínua, em que comparecem dois polos (positivo e 
negativo).
A corrente elétrica que recebemos em nossas residên-
cias é do tipo alternada. A corrente alternada não apresenta 
nos fios polos distintos, positivo e negativo. Esses polos se 
alternam periodicamente, de forma que a corrente elétrica 
inverte constantemente o seu sentido.
i
t0
Aqui no Brasil, a frequência da rede de energia é de 
60 ciclos por segundo (60 Hz); isto significa que em 1 
segundo um fio tem potencial elétrico 60 vezes positivo 
e 60 vezes negativo.
10 Extensivo Terceirão
 Gerador de corrente 
alternada
A Lei de Faraday afirma que uma força eletromotriz 
induzida aparece em um circuito, sempre que variar o 
fluxo magnético através dele.
Essa Lei de Faraday é utilizada na construção dos 
alternadores, isto é, de geradores capazes de produzir 
grandes quantidades de energia elétrica. É o que ocorre 
nas grandes usinas hidrelétricas.
Um alternador é constituído, basicamente, por uma 
espira que gira dentro de um campo magnético.
N S
B
Espira
Enquanto a espira gira, há uma variação do fluxo 
magnético através dela, devido à inclinação da espira, 
em relação ao campo magnético B.
A espira girando dentro do campo magnético gera 
uma corrente alternada, pois durante um quarto de 
volta da espira, o fluxo magnético dela está aumentan-
do e, ao efetuar o quarto de volta seguinte, o fluxo estará 
diminuindo.
D
iv
an
zi
r P
ad
ilh
a.
 2
00
8.
 D
ig
ita
l.
 Transformador
O transformador é um componente elétrico que serve 
para mudar a diferença de potencial de uma linha de 
transmissão de energia elétrica.
O transformador consiste de dois enrolamentos de 
fios: o primário (1), que está ligado na rede principal, 
e o secundário (2), que se obtém da transformação de 
tensão. Ambos os enrolamentos são feitos num mesmo 
núcleo de ferro.
Núcleo de ferro
U1 ⇒ ddp no primário
U2 ⇒ ddp no secundário
N1 ⇒ número de espiras no primário
N2 ⇒ número de espiras no secundário
i1 ⇒ corrente no primário
i2 ⇒ corrente no secundário
i1
i2
U1 N1 N2 U2
Quando houver uma variação de fluxo na espira pri-
mária (1), a espira secundária (2) se opõe a essa variação 
de fluxo, dando origem a uma corrente e a uma força 
eletromotriz induzida.
Para transformadores:
U
U
N
N
i
i
1
2
1
2
2
1
= =
Para ocorrer uma variação de fluxo na espira primá-
ria, a corrente elétrica da rede deve variar.
 • O transformador não funciona em corrente elétrica 
contínua.
 • O transformador funciona em corrente elétrica 
alternada.
Aula 30
11Física 8C
Testes
Assimilação
30.01. (ACAFE − SC) − Tasers são armas de eletrochoque 
que usam uma corrente elétrica para imobilizar pessoas 
que estejam representando alguma ameaça a alguém ou 
à ordem pública. O sistema interno da arma cria e trata 
a corrente elétrica que será descarregada por meio dos 
fios de cobre. Capacitores, transformadores e baterias 
são peças fundamentais nesse processo. 
Fonte:https://www.tecmundo.com.br/infografico/12216-a-tecnologia-das-armas-
-taser-infografico-.htm>. Adaptada. Acesso em: 03 de set. 2017. 
Nesse sentido, assinale a alternativa correta que completa 
as lacunas das frases a seguir. 
O Transformador é um equipamento elétrico que tem 
seu princípio de funcionamento baseado na . 
A bateria é uma fonte de energia que transforma energia 
 em energia elétrica. O capacitor é um dispositivo 
que armazena . 
a) Lei de Coulomb – térmica – campo magnético
b) Lei de Lenz – luminosa – corrente elétrica 
c) Lei de Faraday – química – cargas elétricas
d) Lei de Newton – magnética – resistência elétrica
30.02. (VUNESP − SP) − Assinale a alternativa que indica 
um dispositivo ou componente que só pode funcionar com 
corrente elétrica alternada ou, em outras palavras, que é inútil 
quando percorrido por corrente contínua. 
a) lâmpada incandescente 
b) fusível 
c) eletroímã 
d) resistor 
e) transformador 
30.03. (FCM − MG) − Um carregador de celular é ligado 
numa tomada de 127 V – 220 V para recarregar a bate-
ria do celular. Sabe-se que a voltagem dessa bateria é 
aproximadamente 4 V. A principal lei física envolvida no 
processo de redução da voltagem de um carregador de 
celular é a lei de:
a) Coulomb, que relaciona a força elétrica entre cargas e 
suas distâncias.
b) Ampère, que mede a força magnética sobre cargas em 
movimento.
c) Faraday, que envolve a variação do fluxo magnético entre 
bobinas.
d) Ohm, que relaciona voltagem, corrente e resistência 
elétrica.
30.04. (PUC − MG) − Um transformador é utilizado nas 
redes de distribuição de energia elétrica para:
a) aumentar a potência da energia distribuída.
b) bloquear descargas elétricas.
c) prevenir superaquecimento de aparelhos eletrodo-
mésticos.
d) transformar correntealternada em corrente contínua.
e) abaixar ou aumentar a diferença de potencial da rede.
Aperfeiçoamento
30.05. (UNIFOR − CE) − O transformador de tensão é um 
dispositivo muito utilizado quando se quer aumentar ou 
diminuir uma tensão elétrica (voltagem). No dia a dia dos 
nossos lares, muitos destes dispositivos são utilizados para 
transformar tensões de 220 V para 110 V. Considere um 
transformador que contenha 100 espiras no enrolamento 
primário que é ligado à tomada de 220 V e cuja saída é de 
110 V. Supondo que não haja perda de energia no processo, o 
número de espiras que deverá ter o enrolamento secundário 
deste transformador será: 
a) 200
b) 100
c) 50
d) 25
e) 10
30.06. (UERJ) − A corrente elétrica no enrolamento primário 
de um transformador corresponde a 10 A, enquanto no 
enrolamento secundário corresponde a 20 A. Sabendo que 
o enrolamento primário possui 1.200 espiras, o número de 
espiras do enrolamento secundário é:
a) 600
b) 1.200
c) 2.400
d) 3.600
12 Extensivo Terceirão
30.07. (UFOP − MG) − Para escoar a energia elétrica produ-
zida em suas turbinas, a hidrelétrica de Itaipu eleva a tensão 
de saída para aproximadamente 700.000 V. Em sua residência, 
as tomadas apresentam uma tensão de 127 V e/ou 220 V. O 
equipamento que realiza essa tarefa de elevar e abaixar a 
tensão é o transformador. É correto afirmar que 
a) o princípio de funcionamento de um transformador exige 
que a tensão/corrente seja contínua.
b) o princípio de funcionamento de um transformador exige 
que a tensão/corrente seja alternada.
c) o transformador irá funcionar tanto em uma rede com 
tensão/corrente alternada quanto em uma com tensão/
corrente contínua.
d) o transformador irá funcionar quando, no enrolamento 
primário, houver uma tensão/corrente contínua e, no 
secundário, uma alternada.
30.08. (UFMT) − A energia elétrica que supre as residências 
pode ser produzida de muitas formas diferentes, mediante 
processos de captação e transformação de energia. Em 
relação a esse tema, julgue os itens. 
a) A corrente elétrica que chega às residências é contínua, 
uma vez que as lâmpadas têm brilho constante. 
b) A função dos transformadores instalados nos postes das 
ruas é converter a tensão da rede elétrica externa num 
valor compatível com a tensão ideal para os eletrodo-
mésticos. 
c) A corrente elétrica não varia ao longo de um fio e nem 
se altera ao passar por um resistor. Assim sendo, não há 
perda de energia no processo da passagem da corrente 
elétrica por fios e resistores. 
d) Quilowatt-hora é unidade de potência.
30.09. (UEFS − BA) − Em nossas residências, tem-se, muitas 
vezes, necessidade de aumentar ou diminuir a voltagem 
que é fornecida pelas companhias de energia elétrica. O 
dispositivo que nos permite resolver esse problema é deno-
minado transformador. Considere que um transformador foi 
construído com um primário constituído por uma bobina de 
400 espiras e um secundário com 2000 espiras. Ao se aplicar 
no primário uma voltagem de 120 volts, surge no primário 
uma corrente de 1,5 Ampères. Assim, a corrente em Ampères 
que aparece no secundário é de 
a) 0,3 
b) 0,5 
c) 1,5 
d) 2,4 
e) 4,5
30.10. (UNISINOS − RS) − As companhias de distribuição 
de energia elétrica utilizam transformadores nas linhas de 
transmissão. Um determinado transformador é utilizado para 
baixar a diferença de potencial de 3 800 V (rede urbana) para 
115 V (uso residencial). Neste transformador: 
I. O número de espiras no primário é maior que no se-
cundário. 
II. A corrente elétrica no primário é menor que no secundário. 
III. A diferença de potencial no secundário é contínua. 
Das afirmações acima: 
a) Somente I é correta. 
b) Somente II é correta. 
c) Somente I e II são corretas. 
d) Somente I e III são corretas. 
e) I, II e III são corretas.
Aprofundamento
30.11. (ACAFE − SC) − O carregador de celular é um disposi-
tivo que consegue transferir energia elétrica da rede elétrica 
residencial para as baterias do aparelho. No entanto, para 
realizar essa transferência utiliza um equipamento bastante 
conhecido, o transformador. Na figura abaixo, recortamos o 
esquema do transformador de um carregador de celular que 
é igual à de qualquer transformador comum.
Considere a figura e assinale a alternativa correta que com-
pleta as lacunas da frase a seguir.
O princípio de funcionamento do transformador é . 
Com base na figura, deduzimos que a tensão do enrolamento 
da é que a tensão do enrolamento 
da .
a) a indução eletromagnética – direita – igual – esquerda 
b) a indução eletrostática – esquerda – menor – direita 
c) a indução eletromagnética – esquerda – maior – direita
d) a indução eletrostática – direita – maior – esquerda
Aula 30
13Física 8C
30.12. (UERJ) − Em uma loja, a potência média máxima 
absorvida pelo enrolamento primário de um transformador 
ideal é igual a 100 W. O enrolamento secundário desse trans-
formador, cuja tensão eficaz é iguala 5,0 V, fornece energia a 
um conjunto de aparelhos eletrônicos ligados em paralelo. 
Nesse conjunto, a corrente em cada aparelho corresponde 
a 0,1 A. O número máximo de aparelhos que podem ser 
alimentados nessas condições é de:
a) 50 b) 100 c) 200 d) 400
30.13. (UNCISAL − AL) − Uma das vantagens do uso de 
corrente alternada em nossas residências é a capacidade de 
transformar sua voltagem de acordo com a necessidade de 
cada instrumento. A figura mostra, de maneira simplificada, o 
esquema de um transformador de voltagem. Esse dispositivo 
é formado basicamente de duas bobinas feitas com fios de 
cobre revestidos por um esmalte isolante, dispostas uma ao 
lado da outra. A primeira bobina é chamada de primário e 
recebe a corrente alternada da rede elétrica domiciliar (220 V, 
por exemplo). A segunda recebe o nome de secundário e 
nela será gerada uma voltagem prédeterminada (9 V, por 
exemplo). O valor da voltagem de saída do transformador 
depende de parâmetros de construção do equipamento.
Qual é a característica física da corrente alternada que 
possibilita a transformação de voltagem nos aparelhos 
transformadores?
a) O campo elétrico alternado criado na bobina do primário 
é detectado pela bobina do secundário, induzindo em 
seus terminais uma voltagem alternada.
b) A corrente alternada gera no primário um campo mag-
nético de intensidade alternada, que, por sua vez, cria 
uma corrente elétrica alternada na bobina do secundário.
c) A proximidade da bobina do secundário gera uma queda 
na voltagem nos terminais do primário, que, por sua vez, é 
captada pela bobina do secundário por indução elétrica.
d) A resistência elétrica das bobinas altera de valor com a 
passagem da corrente alternada, de forma que a bobi-
na do secundário é ajustada para o valor de voltagem 
desejado.
e) A corrente alternada apresenta vários valores da voltagem 
em um período de oscilação, de forma que a bobina do 
secundário é ajustada para selecionar apenas o valor 
desejado.
30.14. A figura representa uma barra metálica EH deslocan-
do-se para a direita, apoiada sobre o condutor EFGH. Existe, 
na região, um campo magnético B constante saindo do plano 
desta folha de papel: 
F E
HG
V
B
I. O fluxo magnético, através do circuito EFGH, esta au-
mentando.
II. Na barra EH, será induzida uma força eletromotriz que 
dependerá da velocidade da barra. 
III. Uma corrente induzida circulará no sentido horário no 
circuito EFGH. Estão corretas:
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) I e II.
d) I e III.
e) I, II e III.
30.15. (UNIFAL – MG) − O transformador, esquematizado 
na figura abaixo, é um dispositivo que permite a elevação 
ou o abaixamento da tensão fornecida, utilizando-se dos 
princípios da indução eletromagnética. Observe a figura 
atentamente. 
10 espiras 100 espiras
12 V
CC
1,0 A
G
A diferença de potencial no medidor G e a corrente que flui 
através dele são, RESPECTIVAMENTE: 
a) 120 V e 0,1 A. 
b) 120 V e 10 A. 
c) 1,2 V e 1,0 A. 
d) 0,0 V e 0,0 A. 
e) 1,2 V e 10 A.
14 Extensivo Terceirão
30.16. (UFPR) – Na figura abaixoestá representada uma 
espira circular ligada a uma lâmpada incandescente L. O 
ímã i pode ser deslocado ao longo do eixo perpendicular 
ao plano da espira. 
A
B
L i
Considere que as linhas de força do campo magnético do 
ímã saem do seu polo N e entram no seu polo S. Com base 
no enunciado acima e nos conceitos da eletricidade e do 
magnetismo, é correto afirmar: 
01) A lâmpada pode acender, havendo afastamento ou 
aproximação do ímã. 
02) À medida que o ímã se aproxima da espira, aparece 
nela uma corrente induzida no sentido de A para B. 
04) O fluxo do campo magnético através da espira depen-
de da posição do ímã. 
08) A intensidade da corrente que circula pela lâmpada in-
depende da velocidade com que o ímã se aproxima da 
espira. 
16) Caso a lâmpada seja substituída por um galvanômetro, 
este indicará uma corrente elétrica num sentido quan-
do o ímã se aproxima da espira e, em sentido oposto, 
quando o ímã se afasta. 
32) O princípio da indução eletromagnética, usado para 
explicar o aparecimento de corrente induzida na espira, 
é também empregado para explicar o funcionamento 
do transformador.
30.17. (UFPR) – O fenômeno da indução eletromagnética 
permite explicar o funcionamento de diversos aparelhos, 
entre eles o transformador, o qual é um equipamento elétrico 
que surgiu no início do século 19, como resultado da união 
entre o trabalho de cientistas e engenheiros, sendo hoje um 
componente essencial na tecnologia elétrica e eletrônica. 
Utilizado quando se tem a necessidade de aumentar ou 
diminuir a tensão elétrica, o transformador é constituído 
por um núcleo de ferro e duas bobinas, conforme ilustra a 
figura abaixo. Uma das bobinas (chamada de primário) tem 
N1 espiras e sobre ela é aplicada a tensão U1, enquanto que 
a outra (chamada de secundário) tem N2 espiras e fornece 
a tensão U2. 
U1 U2N1 N2
Sobre o transformador, é correto afirmar: 
a) Quando o número de espiras N1 é menor que N2, a tensão 
U2 será maior que a tensão aplicada U1. 
b) É utilizado para modificar a tensão tanto em sistemas 
de corrente contínua quanto nos de corrente alternada. 
c) Só aparece a tensão U2 quando o fluxo do campo mag-
nético produzido pelo primário for constante. 
d) Num transformador ideal, a potência fornecida ao pri-
mário é diferente da potência fornecida pelo secundário. 
e) Quando o número de espiras N1 é menor que N2, a cor-
rente no secundário é maior que a corrente no primário.
30.18. (PUCCAMP – SP) – Uma espira ABCD está totalmente 
imersa em um campo magnético, uniforme, de intensidade 
0,50 T e direção perpendicular ao plano da espira, como 
mostra a figura abaixo: 
BvR
D A
BC
O lado AB, de comprimento 20 cm, é móvel e se desloca 
com velocidade constante de 10 m/s, e R é um resistor de 
resistência R = 0,50 Ω. Nessas condições é correto afirmar 
que, devido ao movimento do lado AB da espira: 
a) não circulará nenhuma corrente na espira, pois o campo 
é uniforme. 
b) aparecerá uma corrente induzida, no sentido horário, 
de 2,0 A. 
c) aparecerá uma corrente induzida, no sentido horário, 
de 0,50 A. 
d) aparecerá uma corrente induzida, no sentido anti-horário, 
de 2,0 A. 
e) aparecerá uma corrente induzida, no sentido anti-horário 
de 0,50 A.
Aula 30
15Física 8C
Desafio
30.19. (ITA − SP) − Considere o transformador da figura, 
onde VP é a tensão no primário, VS é a tensão no secundário, 
R um resistor, N1 e N2 são o número de espiras no primário 
e secundário, respectivamente, e S uma chave. Quando a 
chave é fechada, qual deve ser a corrente IP no primário?
30.20. (UDESC) − A Figura 8 esboça um experimento idea-
lizado para aquecer líquidos, que consiste em um condutor 
em forma de U, ligado a uma resistência elétrica R = 0,016 Ω. 
Entre os dois braços do condutor, há uma haste metálica que 
é livre para deslizar e possui comprimento L = 1,0 m, fechan-
do um circuito. Envolvendo a resistência, há um reservatório 
termicamente isolado contendo 100 g de água. Um campo 
magnético uniforme e perpendicular ao plano da figura de 
intensidade B = 0,8 T é aplicado sobre o circuito (direcionado 
para dentro do plano desta página). 1 cal = 4 J 
Assinale a alternativa que indica a velocidade V de desliza-
mento da haste para elevar, a cada segundo, a temperatura 
da água em 0,1 °C. 
a) 3,0 m/s
b) 2,0 m/s
c) 1,0 m/s
d) 8,0 m/s
e) 0,5 m/s
Gabarito
30.01. c
30.02. e
30.03. c
30.04. e
30.05. c
30.06. a
30.07. b
30.08. b
30.09. a
30.10. c
30.11. c
30.12. c
30.13. b
30.14. e
30.15. d
30.16. 53 (01 + 04 + 16 + 32)
30.17. a
30.18. b
30.19. i
N
N
V
RP
P�
�
�
�
�
�
� �2
1
2
30.20. c
16 Extensivo Terceirão16 Extensivo Terceirão
 
Anotações