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Engenharia Ambiental ·
Eletricidade e Magnetismo
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Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba 1/1 Lista 3 de Consolidação de Eletricidade e Magnetismo 1. Um elétron se move horizontalmente pelo equador e paralelo a superfície da Terra à velocidade de 2,50 x 106 m/s e na direção de 35o nordeste. Neste ponto, o campo magnético da Terra tem direção norte, está paralelo a superfície da Terra e possui valor de 3 x 10-5T. (a) Qual é o módulo da força que age no elétron devido a sua interação com o campo magnético da Terra? (b) Em que direção se move o elétron devido à interação com o campo magnético: na direção da superfície da Terra ou na direção oposta à superfície da Terra? Justifique a sua resposta. 2. Usando a Lei de Biot-Savart, determine o campo magnético gerado no ponto P da Figura 1 pela corrente I, sabendo que as porções retilíneas do fio formam um ângulo de 900 entre eles. Considere todas as partes do fio. Figura 1 3. Dois fios longos, retos e paralelos transportam correntes que estão direcionadas perpendicularmente à página, como mostra a Figura 2. O fio 1 transporta uma corrente I1 para dentro da página (na direção negativa z) e passa pelo eixo x em x = +a. O fio 2 passa pelo eixo x em x = –2a e transporta uma corrente desconhecida I2. O campo magnético total na origem devido aos fios que transportam corrente tem módulo 2µ0I1/(2πa). A corrente I2 pode ter um de dois valores possíveis. (a) Encontre o valor de I2 com o menor módulo, expressando em termos de I1 e dando a sua direção. (b) Encontre o outro valor possível de I2 também expressando em termos de I1 e dando a sua direção. 4. Uma espira formada por um quadrado de 10,0 cm em cada lado está girando a 60,0 Hz em um campo uniforme de 0,800 T. Calcule (a) o fluxo pela espira como uma função do tempo, (b) a fem induzida na espira, (c) a corrente induzida na espira para uma resistência de 2,00 Ω. 5. Uma bobina com auto indutância igual a 5 mH e resistência igual a 15 Ω é colocada entre os terminais de uma bateria de 12V que tem resistência interna desprezível. (a) Qual é a corrente final? (b) Qual o tempo necessário para que a corrente atinja 99% de seu valor final? Figura 2 R % R % I % I % I % P
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Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba 1/1 Lista 3 de Consolidação de Eletricidade e Magnetismo 1. Um elétron se move horizontalmente pelo equador e paralelo a superfície da Terra à velocidade de 2,50 x 106 m/s e na direção de 35o nordeste. Neste ponto, o campo magnético da Terra tem direção norte, está paralelo a superfície da Terra e possui valor de 3 x 10-5T. (a) Qual é o módulo da força que age no elétron devido a sua interação com o campo magnético da Terra? (b) Em que direção se move o elétron devido à interação com o campo magnético: na direção da superfície da Terra ou na direção oposta à superfície da Terra? Justifique a sua resposta. 2. Usando a Lei de Biot-Savart, determine o campo magnético gerado no ponto P da Figura 1 pela corrente I, sabendo que as porções retilíneas do fio formam um ângulo de 900 entre eles. Considere todas as partes do fio. Figura 1 3. Dois fios longos, retos e paralelos transportam correntes que estão direcionadas perpendicularmente à página, como mostra a Figura 2. O fio 1 transporta uma corrente I1 para dentro da página (na direção negativa z) e passa pelo eixo x em x = +a. O fio 2 passa pelo eixo x em x = –2a e transporta uma corrente desconhecida I2. O campo magnético total na origem devido aos fios que transportam corrente tem módulo 2µ0I1/(2πa). A corrente I2 pode ter um de dois valores possíveis. (a) Encontre o valor de I2 com o menor módulo, expressando em termos de I1 e dando a sua direção. (b) Encontre o outro valor possível de I2 também expressando em termos de I1 e dando a sua direção. 4. Uma espira formada por um quadrado de 10,0 cm em cada lado está girando a 60,0 Hz em um campo uniforme de 0,800 T. Calcule (a) o fluxo pela espira como uma função do tempo, (b) a fem induzida na espira, (c) a corrente induzida na espira para uma resistência de 2,00 Ω. 5. Uma bobina com auto indutância igual a 5 mH e resistência igual a 15 Ω é colocada entre os terminais de uma bateria de 12V que tem resistência interna desprezível. (a) Qual é a corrente final? (b) Qual o tempo necessário para que a corrente atinja 99% de seu valor final? Figura 2 R % R % I % I % I % P