Questão de Magnetismo (Campos Magnéticos e Indução Eletromagnética) — ENEM
Em um programa de desenvolvimento de transporte sustentável, engenheiros estudam o freio magnético de correntes de Foucault usado em trens de alta velocidade. O sistema dispensa pastilhas de atrito: um disco condutor de alumínio acoplado ao eixo gira dentro de um eletroímã. Quando o campo magnético é ativado, as variações de fluxo induzem correntes circulares no disco — as correntes de Foucault — cujo campo se opõe, pela lei de Lenz, ao campo causador da variação. Essa oposição gera uma força de freio proporcional à velocidade de rotação. Quanto mais rápido o disco gira, maior é a variação de fluxo, maior a corrente induzida e mais intenso o freio. A equipe observa que, quando o disco para completamente, a força de freio desaparece, mesmo com o eletroímã ativado. Considerando os princípios da indução eletromagnética e da lei de Lenz, qual é a explicação física mais completa para o funcionamento desse freio e para o fato de a força cessar quando o disco fica parado?
AO freio ocorre porque as correntes de Foucault geram campo que se opõe ao movimento, porém cessa quando o disco para porque sem rotação não há variação de fluxo e portanto não há corrente induzida.
BO freio ocorre porque as correntes de Foucault aquecem o disco e o atrito térmico desacelera o trem; ele cessa quando o disco esfria ao parar.
CO freio funciona apenas enquanto o eletroímã está desligado; ao ligar o campo, o freio desaparece independentemente da rotação.
DO freio resulta da atração entre o disco de alumínio e o eletroímã, pois o alumínio é ferromagnético a altas velocidades.
EO freio é causado pelo campo elétrico do eletroímã que desacelera as cargas do disco; com o disco parado, o campo elétrico não desaparece e o freio continua.