Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante constrói um pequeno gerador utilizando:
• um fio de cobre de diâmetro D enrolado em N espiras circulares de área A;
• dois ímãs que criam no espaço entre eles um campo magnético uniforme de intensidade B; e
• um sistema de engrenagens que lhe permite girar as espiras em torno de um eixo com uma frequência f.
Ao fazer o gerador funcionar, o estudante obteve uma tensão máxima V e uma corrente de curto-circuito i.
Para dobrar o valor da tensão máxima V do gerador mantendo constante o valor da corrente de curto i, o estudante deve dobrar o(a)
A ddp induzida, em módulo, fornecida pelo gerador:
E, para N espiras, o fluxo do campo magnético:
A princípio, qualquer alteração de uma das variáveis expressas acima poderia oferecer uma mudança na ddp. Entretanto, o enunciado propõe que não haja alteração na corrente elétrica. A partir da corrente de curto-circuito do gerador:
É possível perceber que a ddp induzida deverá aumentar na mesma proporção que a resistência interna. Dessa forma, a única opção correta é dobrar o número de espiras, pois obteríamos ao mesmo tempo o dobro da ddp induzida e da resistência interna do gerador.