A Lei de Faraday aplicada aos transformadores afirma que:
\bigcirc a. Uma corrente contínua cria um campo magnético constante.
\bigcirc b. Uma tensão é induzida em uma bobina quando há variação no fluxo magnético.
\bigcirc c. A energia elétrica é diretamente proporcional à área do núcleo magnético.

Passo 1

O enunciado pede que você escolha, entre três alternativas, qual afirmação representa a Lei de Faraday aplicada aos transformadores. As alternativas são:
a. Uma corrente contínua cria um campo magnético constante.
b. Uma tensão é induzida em uma bobina quando há variação no fluxo magnético.
c. A energia elétrica é diretamente proporcional à área do núcleo magnético.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o conceito central usado pela Lei de Faraday: o fluxo magnético. O fluxo magnético através de uma superfície é uma maneira de medir “quantas linhas de campo magnético atravessam” essa superfície. Ele é definido por
\Phi_B=\int \mathbf{B}\cdot d\mathbf{A},
onde:
  • \mathbf{B} é o vetor campo magnético (unidade: tesla, \mathrm{T}),
  • d\mathbf{A} é o vetor área infinitesimal da superfície (módulo igual à área do elemento, direção perpendicular à superfície),
  • \Phi_B é o fluxo magnético (unidade: weber, \mathrm{Wb}).
    Isso significa que, se o campo ficar mais forte, ou se a área “vista” pelo campo mudar, o fluxo \Phi_B muda.

Passo 3

Agora a Lei de Faraday em fórmula (versão usada em transformadores e bobinas):
\mathcal{E}=-N\frac{d\Phi_B}{dt},
onde:
  • \mathcal{E} é a força eletromotriz induzida (ou tensão induzida) na bobina, em volts ( \mathrm{V});
  • N é o número de espiras da bobina (um inteiro);
  • \dfrac{d\Phi_B}{dt} é a taxa de variação temporal do fluxo magnético, em \mathrm{Wb/s};
  • o sinal negativo representa a Lei de Lenz (a tensão induzida gera uma corrente cujo campo se opõe à mudança do fluxo).
    Interpretação prática: sempre que o fluxo magnético através de uma bobina varia no tempo, aparece uma tensão induzida proporcional à velocidade dessa variação e ao número de voltas.

Passo 4

Exemplo prático e numérico pequeno (para fixar e saber fazer rápido na prova): suponha uma bobina com N=10 espiras. O fluxo por espira cai de \Phi_{1}=4{,}0\\ \mathrm{Wb} para \Phi_{2}=1{,}0\\ \mathrm{Wb} em \Delta t=1{,}0\\ \mathrm{s}. A variação média do fluxo é
\frac{\Delta\Phi_B}{\Delta t}=\frac{\Phi_{2}-\Phi_{1}}{\Delta t}=\frac{1{,}0-4{,}0}{1{,}0}=-3{,}0\\ \mathrm{Wb/s}.
A tensão média induzida será
\mathcal{E}=-N\frac{\Delta\Phi_B}{\Delta t}=-10\cdot(-3{,}0)=30{,}0\\ \mathrm{V}.
Ou seja, variação do fluxo gera tensão; o sinal indica direção da tensão/corrente, mas em prova normalmente você reporta o módulo quando perguntam “qual é a tensão induzida?”.

Passo 5

Comparando com as alternativas: a alternativa (b) diz exatamente que “Uma tensão é induzida em uma bobina quando há variação no fluxo magnético.” Isso bate perfeitamente com a fórmula e a explicação acima: \mathcal{E} (tensão) aparece quando \dfrac{d\Phi_B}{dt}\neq 0. Portanto (b) é a afirmação correta segundo a Lei de Faraday.

Passo 6

Por que (a) está errada para esta pergunta? A alternativa (a) afirma “Uma corrente contínua cria um campo magnético constante.” Isso é uma declaração sobre o efeito de uma corrente (corrente contínua gera campo magnético estático) — essa ideia está mais ligada às leis de Biot–Savart / Ampère, não é a Lei de Faraday. Além disso, a Lei de Faraday trata de como variações de fluxo geram tensão, não de como correntes criam campos. Então (a) não é a Lei de Faraday.

Passo 7

Por que (c) está errada? A alternativa (c) diz “A energia elétrica é diretamente proporcional à área do núcleo magnético.” A Lei de Faraday não afirma isso. A energia armazenada em indutores pode ser escrita como
U=\tfrac{1}{2}LI^{2},
onde L é a indutância e depende de geometria e propriedades do núcleo, e I é a corrente. A indutância pode, em alguns arranjos, depender da área do núcleo, mas não existe uma relação universal simples dizendo que “a energia elétrica é diretamente proporcional à área do núcleo magnético” — é mais complexo e não é a declaração da Lei de Faraday. Logo (c) também está incorreta.

Passo 8

Dica rápida para a prova (memorização útil): quando ver a frase “variação do fluxo magnético” ou “campo magnético mudando com o tempo” você já deve pensar em Faraday e na fórmula
\mathcal{E}=-N\frac{d\Phi_B}{dt}.
Isso resolve muitos itens objetivos rápido. Força aí — você consegue!

Resposta

b. Uma tensão é induzida em uma bobina quando há variação no fluxo magnético.

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