Questão 70 do ENEM 2010 — Ciências da Natureza

A questão descreve um procedimento médico que utiliza bobinas externas para gerar correntes elétricas no cérebro de um paciente. O princípio físico por trás dessa tecnologia é a indução eletromagnética, descrita pela Lei de Faraday-Lenz.

De acordo com a Lei de Faraday, para que uma força eletromotriz (e, consequentemente, uma corrente elétrica) seja induzida em um meio condutor (como o tecido cerebral), é necessário que haja uma variação do fluxo magnético através desse meio ao longo do tempo. A expressão matemática para a força eletromotriz induzida $\varepsilon$ é:

$\varepsilon = - \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$

onde $\Delta \Phi$ é a variação do fluxo magnético e $\Delta t$ é o intervalo de tempo.

O fluxo magnético $\Phi$, por sua vez, depende da intensidade do campo magnético $B$ gerado pela bobina. Sabemos que o campo magnético produzido por uma bobina é diretamente proporcional à corrente elétrica $i$ que a atravessa (por exemplo, no centro de uma espira circular, $B = \frac{\mu_0 \cdot i}{2R}$). Portanto, para que o campo magnético varie e induza uma corrente no cérebro, a corrente na bobina também deve variar (ser uma corrente alternada, por exemplo).

Vamos analisar as alternativas com base nesses conceitos:

A) Incorreta. Aumentar o número de espiras em uma bobina na verdade aumenta a voltagem (força eletromotriz) induzida, e não a diminui, pois o fluxo magnético total é multiplicado pelo número de espiras.

B) Incorreta. Um campo magnético constante não sofre variação no tempo ($\Delta \Phi = 0$). Sem variação de fluxo, não há indução eletromagnética.

C) Correta. A intensidade do campo magnético gerado pela bobina é proporcional à intensidade da corrente que passa por ela. Consequentemente, a taxa de variação desse campo (que gera a indução) será proporcional à amplitude da corrente na bobina. Logo, a intensidade da corrente induzida no cérebro depende diretamente da intensidade da corrente que alimenta as bobinas externas.

D) Incorreta. Se a corrente nas bobinas for contínua (constante), o campo magnético gerado também será constante. Como vimos, campos magnéticos constantes não induzem correntes elétricas.

E) Incorreta. O campo magnético não "transporta" ou "dirige" a corrente elétrica da bobina para o cérebro. O que ocorre é que o campo magnético variável atravessa o crânio e cria (induz) uma nova corrente elétrica localmente, diretamente no tecido cerebral.