A Lei de Faraday aplicada aos transformadores afirma que:
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 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.
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
onde:
-
é o vetor campo magnético (unidade: tesla, ), -
é o vetor área infinitesimal da superfície (módulo igual à área do elemento, direção perpendicular à superfície), -
é o fluxo magnético (unidade: weber, ).
Isso significa que, se o campo ficar mais forte, ou se a área “vista” pelo campo mudar, o fluxomuda.
Passo 3
Agora a Lei de Faraday em fórmula (versão usada em transformadores e bobinas):
onde:
-
é a força eletromotriz induzida (ou tensão induzida) na bobina, em volts ( ); -
é o número de espiras da bobina (um inteiro); -
é a taxa de variação temporal do fluxo magnético, em ; - 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
espiras. O fluxo por espira cai de
para
em
. A variação média do fluxo é
A tensão média induzida será
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:
(tensão) aparece quando
. 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
onde
é a indutância e depende de geometria e propriedades do núcleo, e
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
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.