EletromagnetismoTermodinâmica
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UNESP 2014 (1ª Fase) – Q. 83 (Física)

A figura é o esquema simplificado de um disjuntor termomagnético utilizado para a proteção de instalações elétricas residenciais. O circuito é formado por um resistor de baixa resistência R; uma lâmina bimetálica L, composta pelos metais X e Y; um eletroímã E; e um par de contatos C. Esse par de contatos tende a abrir pela ação da mola $$M_{2}$$, mas o braço atuador A impede, com ajuda da mola $$M_{1}$$. O eletroímã E é dimensionado para atrair a extremidade do atuador A somente em caso de corrente muito alta (curto circuito) e, nessa situação, A gira no sentido indicado, liberando a abertura do par de contatos C pela ação de $$M_{2}$$.

Unesp2014

De forma similar, R e L são dimensionados para que esta última não toque a extremidade de A quando o circuito é percorrido por uma corrente até o valor nominal do disjuntor. Acima desta, o aquecimento leva o bimetal a tocar o atuador A, interrompendo o circuito de forma idêntica à do eletroímã.
(www.mspc.eng.br. Adaptado.)

Na condição de uma corrente elevada percorrer o disjuntor no sentido indicado na figura, sendo $$\alpha _{X}$$ e $$\alpha _{Y}$$ os coeficientes de dilatação linear dos metais X e Y, para que o contato C seja desfeito, deve valer a relação e, nesse caso, o vetor que representa o campo magnético criado ao longo do eixo do eletroímã apontará para a. Os termos que preenchem as lacunas estão indicados correta e respectivamente na alternativa

(A) $$\alpha _{X} >\alpha _{Y}$$… esquerda.
(B) $$\alpha _{X} <\alpha _{Y}$$… esquerda.
(C) $$\alpha _{X} >\alpha _{Y}$$… direita.
(D) $$\alpha _{X} =\alpha _{Y}$$… direita.
(E) $$\alpha _{X} <\alpha _{Y}$$… direita.



Solução:

Para que a lâmina L encoste no atuador A, o metal X precisa dilatar mais que o metal Y. Sendo a equação de dilatação linear $$\Delta L = L_{0}\cdot\alpha\cdot\Delta T$$, podemos dizer que quanto maior o valor de $$\alpha$$, maior a dilatação. Logo, a relação correta é $$\alpha _{X} >\alpha _{Y}$$. Para descobrir a direção do campo magnético basta usar a regra da mão direita. Apontando com o dedão no sentido da corrente, descobrimos que os outros dedos da mão apontam para a direita, logo o campo magnético aponta para a direita.

Resposta: letra C.

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