Prova 2 - Pesquisa e Aplicação de Conceitos em Eletromagnetismo

A prova 2 consisistirá em uma prova pesquisa Vocês deverão escrever ao menos 250 palavras menor que uma página inteira de um documento word espaçamento simples fonte 12 sobre qualquer um dos temas à baixo à sua escolha Vocês devem ir além do que vimos em aula buscando nas referências aqui do Classroom e incentivo também procurarem outras Espero um trabalho que apresente os temas com mais profundidade do que vimos em aula ou seja quero avaliar também a capacidade de pesquisa Se um trabalho decrever perfeitamente o funcionamento de um imã em termos dos caminhos fechados de corrente mas não sair do que falamos em aula então esse é um trabalho fraco que considerarei incompleto Não há problema caso alunos escolham o mesmo tema mas cada trabalho deve ser feito separadamente e apresentar abordagens e pensamentos únicos de cada um de vocês Trabalhos idênticos serão automaticamente anulados Além do texto escrito vocês deverão apresentar equações pertinentes aos temas e ao menos um exemplo aplicado do conteúdo onde por exemplo um exercício associado ao problema é resolvido Sobre a formatação prefiro as equações integradas ao texto mas o texto deve ser obrigatoriamente digitalizado Você pode usar a opção de equações para o Word ou algum outro software de texto mais apropriado para equações como o Lyx Caso contrário escreva o texto corrido deixando índices para as equações e apresente os cálculos em um anexo separado Esse anexo pode ser à mão PS equações não contam como uma palavra As 250 palavras referemse somente à parte textual do trabalho Os tópicos que vocês podem trabalhar são Não há problema caso alunos escolham o mesmo tema mas cada trabalho deve ser feito separadamente e apresentar abordagens e pensamentos únicos de cada um de vocês Trabalhos idênticos serão automaticamente anulados Além do texto escrito vocês deverão apresentar equações pertinentes aos temas e ao menos um exemplo aplicado do conteúdo onde por exemplo um exercício associado ao problema é resolvido Sobre a formatação prefiro as equações integradas ao texto mas o texto deve ser obrigatoriamente digitalizado Você pode usar a opção de equações para o Word ou algum outro software de texto mais apropriado para equações como o Lyx Caso contrário escreva o texto corrido deixando índices para as equações e apresente os cálculos em um anexo separado Esse anexo pode ser à mão PS equações não contam como uma palavra As 250 palavras referemse somente à parte textual do trabalho Os tópicos que vocês podem trabalhar são 1 Força magnética e trabalho 2 Experimento de J J Thomson para encontrar a razão cargamassa de um elétron 3 Cíclotron sincotrons e suas aplicações na ciência moderna 4 O dipolo magnético e torque 5 O monopolo magnético 6 A lei de Faraday e a indutância eletromagnética 7 Corrente de deslocamento a lei de AmpèreMaxwell 8 Leis de Maxwell para a eletrostática e magnetostática significado e aplicações 9 O indutor e seu papel em circuitos Corrente de Deslocamento e a Lei de AmpereMaxwell Ha uma estreita relacao entre a limitacao para regimes de campos eletricos e magneticos estacionarios e a falta de conexao aparente en tre os efeitos de geracao desses campos entre si Ou seja para campos constantes no tempo nao percebemos muito a ligacao simbiotica que esses campos tem entre si A excecao existe e e a geracao de campos magneticos atraves de correntes estacionarias O link no entanto e mais potente quando consideramos a variacao temporal dos campos e portanto falamos da lei de Faraday Teremos tambem como fecha mento para as equacoes de Maxwell o fato de campos magneticos variaveis gerarem campos eletricos no espaco As equacoes mestras para E e B a menos da correcao de Maxwell para a lei de Ampere sao D ρl H Jl E B t 0 B 0 1 onde ρl e a densidade de cargas livres Jl e a densidade de correntes livres D e o campo de deslocamento e H e o campo magnetizante E controverso mesmo atualmente por qual panorama mental Maxwell seguiu em virtude de modificar a lei de Ampere e estabelcer o con junto final das posteriormente chamadas equacoes de Maxwell Pode mos elencar dois possıveis argumentos para isso generalizacao ma tematica e simetria fısica O primeiro vem de vermos que apesar de Jl 0 ser totalmente compatıvel com a lei de Ampere H JI o caso geral é dado pela equação da continuidade conservação da carga elétrica delJI ρIt 0 Ou seja podemos colocar a lei de Gauss delD ρI dentro da equação da continuidade para obter delJl Dt 0 Isso já indica trocarmos Jl por Jl Dt na lei de Ampère O segundo argumento é no entanto muito mais ousado e digno de um génio Maxwell viu que as equações 1 expressam uma assimetria entre o comportamento dos fenômenos elétricos e magnéticos Enquanto variações temporais de B geram E a recíproca aparentemente não ocorre A conclusão lógica e também elegante dessa situação é modificarmos a lei de Ampère para que um termo Dt seja somado a Jl O que é exatamente o mesmo que havíamos chegado antes pelo argumento matemático Logo H Jl Dt onde Maxwell deu o nome de corrente de deslocamento para o termo adicionado Dt e podemos passar a chamar a lei de Ampère de lei de AmpèreMaxwell Como resultado temos as equações de Maxwell que regem todos os fatos experimentais do eletromagnetismo clássico D ρl H Jl D t E B t 0 B 0 5 Por fim a constatacao experimental padrao da realidade fısica e do significado da corrente de deslocamento aparece no caso de dois ca pacitores separados pelo vacuo Corrente gerada pelo movimento de portadores de carga alimenta e carrega os capacitores porem nao existe corrente real no espaco entre os capacitores mesmo ao per cebermos que o circuito esta fechado Logo devemos intuir que o campo magnetico gerado pelas correntes reais tambem esta no espaco entre os capacitores e portanto gera outra corrente a corrente de deslocamento que produz um campo eletrico no espaco Esse e portanto o significado fısico da corrente de deslocamento introduzida por Maxwell