Ciências da NaturezaMagnetismo (Campos Magnéticos e Indução Eletromagnética)Difícil

Questão de Magnetismo (Campos Magnéticos e Indução Eletromagnética) — ENEM

Em um debate na sociedade sobre fontes de energia, um professor compara dois dispositivos que parecem opostos: o gerador e o motor elétrico. Ele descreve que, em uma usina, uma turbina movida por água ou vapor gira uma bobina dentro de um campo magnético, fazendo variar o fluxo e produzindo corrente elétrica que abastece a comunidade. Já em um ventilador, ocorre o contrário: a corrente elétrica percorre uma bobina imersa em um campo magnético, e a interação entre a corrente e o campo provoca o giro do eixo, transformando energia elétrica em movimento. Ele ressalta que ambos exploram a relação entre eletricidade e magnetismo, mas com conversões de energia em sentidos inversos. Considerando os princípios físicos envolvidos, qual descrição representa corretamente a diferença essencial entre o gerador e o motor elétrico?
AO gerador converte energia mecânica em elétrica por indução; o motor converte elétrica em mecânica pela força sobre a corrente.
BO gerador converte energia elétrica em mecânica; o motor converte energia mecânica em elétrica por indução.
CAmbos convertem energia química em luz, sem qualquer relação com campos magnéticos.
DO gerador funciona apenas com ímãs parados, enquanto o motor dispensa campos magnéticos.
EGerador e motor produzem energia do nada, sem entrada de movimento ou de corrente.

Gabarito comentado

Gerador e motor elétrico são duas faces do eletromagnetismo. O gerador usa a indução de Faraday para transformar movimento em corrente, enquanto o motor usa a força magnética sobre correntes para transformar corrente em movimento. Ambos respeitam a conservação de energia e são essenciais à geração e ao uso de eletricidade.

Resolução passo a passo

O gerador recebe energia mecânica, como o giro de uma turbina, e a converte em energia elétrica por indução eletromagnética, já que o movimento da bobina no campo varia o fluxo magnético e induz corrente. O motor faz o caminho inverso: recebe corrente elétrica e, pela força magnética que atua sobre cargas em movimento dentro do campo, converte energia elétrica em mecânica, gerando o giro do eixo. Por isso a primeira alternativa está correta. A segunda inverte as funções dos dois aparelhos. A terceira está errada, uma vez que ambos dependem de campos magnéticos e não convertem energia química em luz. A quarta é falsa, ao passo que o gerador exige movimento e ambos usam campos magnéticos. A quinta viola a conservação de energia, já que nenhum dispositivo produz energia do nada, sempre havendo uma entrada de movimento ou de corrente.

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