UNESP 2022 (2ª fase) — questão 55 de Física
Enunciado em texto
O microfone é um dispositivo capaz de converter ondas sonoras em sinais elétricos, transmitindo informações para um alto-falante ou um gravador. Ele é constituído por uma membrana oscilante, uma bobina e um ímã. Quando ondas sonoras atingem a membrana oscilante, ela passa a vibrar, fazendo a bobina oscilar com a mesma frequência das ondas na região onde atua o campo magnético criado pelo ímã do microfone, gerando uma corrente elétrica induzida.
[Foto: interior de um microfone, com as indicações “Membrana” (disco na frente), “Bobina” (enrolamento de fio de cobre preso atrás da membrana) e “Ímã” (cilindro em volta do qual a bobina se encaixa).]
(https://ossia.com.br)
Essa corrente é produzida devido ao fato de a vibração da bobina
(A) provocar a separação dos polos norte e sul do ímã do microfone, gerando uma corrente elétrica induzida entre esses dois polos.
(B) provocar uma variação do fluxo magnético através dela, gerando uma tensão elétrica e, consequentemente, uma corrente elétrica induzida.
(C) eliminar a tensão elétrica provocada pelo ímã do microfone, criando uma corrente elétrica constante e transformando energia mecânica em elétrica.
(D) causar uma variação na constante elástica da membrana oscilante, transformando ondas sonoras em sinais elétricos.
(E) gerar uma variação do comprimento do fio a ser percorrido pela corrente, modificando sua resistência elétrica e possibilitando o movimento dos elétrons desse fio.
(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2022, 2ª fase — Unesp/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual Paulista (Unesp) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o mecanismo físico que gera a corrente no microfone.
Passo 1 — a lei de Faraday. Surge tensão (força eletromotriz) induzida numa espira sempre que o fluxo magnético através dela varia no tempo:
Passo 2 — no microfone. O som faz a membrana vibrar, e ela arrasta a bobina para frente e para trás no campo do ímã. Com isso, o fluxo magnético através das espiras da bobina aumenta e diminui no ritmo do som. Essa variação induz uma tensão na bobina e, com o circuito fechado, uma corrente que “copia” o som: é o sinal elétrico.
Por que não as outras: (A) os polos de um ímã não se separam; quebrando um ímã, cada pedaço continua com norte e sul. (C) a corrente induzida não é constante: ela oscila com a frequência do som; e o ímã sozinho, parado em relação à bobina, não gera tensão nenhuma. (D) a constante elástica da membrana não muda, e ela não tem papel elétrico. (E) o comprimento do fio da bobina não muda com a vibração; e mudar a resistência não cria corrente, porque é preciso uma tensão para movimentar os elétrons.
⚠️ A armadilha: a alternativa C, que fala corretamente em transformar energia mecânica em elétrica e por isso parece certa. O erro está no resto: a corrente do microfone é variável, e é justamente essa variação que carrega a informação do som.
A ideia em uma frase: o microfone é um gerador: a bobina vibrando no campo do ímã sofre variação de fluxo magnético, e a lei de Faraday faz surgir a corrente induzida.
Resposta: alternativa B (variação do fluxo magnético através da bobina).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.