1 Avaliação da Disciplina-2020 2

Disciplina: FSC5114 – FÍSICA IV Turma: 05236 Semestre: 2020.2 Docente: ROBERTO K. SAITO Data: 04/03/2021 Aluno(a):_______________________________________ Matrícula:______________ 1ª Avaliação da Disciplina Notas: a. As respostas das questões devem ser enviadas preferencialmente via Moodle, ou e-mail (para saito@astro.ufsc.br), impreterivelmente até às 12h10 de hoje (04/03). Respostas enviadas após esse horário não serão consideradas para a nota da avaliação. b. As respostas, com todo o desenvolvimento e cálculos, devem estar manuscritas. c. Para outros detalhes sobre o envio das respostas consulte a mensagem enviada via Moodle. Questões: 1. (2,5 pt) Um dos circuitos estudados na disciplina foi o circuito LC em série. (a) Desenhe o circuito e utilize a Lei das Malhas para encontrar a equação diferencial que descreve matematicamente o comportamento da carga. (b) Faça também um gráfico para q(t) e descreva qualitativamente o comportamento da carga. (c) O que mudará no circuito com a inclusão de um resistor em série com os outros elementos? 2. (2,5 pt) (a) Um solenoide tem 85 cm de comprimento, uma seção reta de 17 cm2, 950 espiras e é percorrido por uma corrente de 6,6 A. Calcule a densidade de energia do campo magnético no interior do solenoide e a energia total armazenada no campo magnético. (b) Qual deve ser o módulo de um campo elétrico uniforme para que possua a mesma densidade de energia que o campo magnético do solenoide do item (a)? 3. (2,5 pt) Você dispõe de um resistor de 200 , de um indutor de 0,40 H, de um capacitor de 6,0 F e de uma fonte de tensão alternada com amplitude de voltagem de 30 V e frequência de 40 Hz, formando um circuito RLC em série. (a) Qual é a impedância do circuito? (b) Qual é a amplitude da corrente? (c) Qual o ângulo de fase da voltagem da fonte em relação à corrente? A voltagem da fonte está adiantada ou atrasada em relação à corrente? (d) Calcule as amplitudes das voltagens através do resistor, do indutor e do capacitor. (e) Explique como a amplitude da tensão entre as placas do capacitor pode ser maior do que a amplitude da voltagem através da fonte. Se achar conveniente, faça um diagrama de fasores para ilustrar. 4. (2,5 pt) (a) Explique com suas palavras como é o funcionamento de um transformador de energia. Se necessário faça um diagrama esquemático dos componentes do transformador. (b) Um transformador conectado a uma fonte de tensão alternada de 220 V (valor eficaz) deve fornecer 12 V (valor eficaz) para um dispositivo eletrônico portátil. Para prevenir o risco de choque, um fusível é inserido no circuito primário; o fusível deve se fundir se a corrente eficaz superar o valor de 1,5 A no secundário. Qual a razão entre o número de espiras do primário e do secundário desse transformador? Qual deve ser a corrente máxima do fusível inserido no circuito primário? Boa prova!