ATIVIDADE 4 ELETROMAGNETISMO

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1)- Diversos tipos de situações práticas podem ser modelados a partir de uma bobina simples, circular, composta por N espiras. Nessa bobina, é possível estabelecer um dado fluxo magnético, variável no tempo, que percorre cada uma das espiras e gera, como podemos perceber pela Lei de Faraday, uma tensão induzida nos terminais dessa bobina:
Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 160.
 
A respeito desse circuito, é correto afirmar que:
c) a autoindutância é dada por L = N dϕ/di.
2)- Como você pode imaginar ou já viu, um campo magnético (de intensidade H e também expresso em função da densidade do fluxo magnético, B) pode promover o armazenamento de energia magnética (por um indutor, por exemplo). Dessa forma, considerando mais especificamente as relações magnéticas desse importante elemento, sabe-se que a própria indutância apresentada por ele pode ser dada em função da energia magnética apresentada.
 
Então, como podemos calcular a indutância a partir da energia, de forma geral, para qualquer tipo de indutor?
R. R=2W
 I²
3)- A natureza magnética é refletida especialmente por características atômicas, na presença ou não de campo magnético, para todo e qualquer tipo de material. Dessa forma, em geral, pode-se dividir os materiais em diversos tipos, como os paramagnéticos e os ferromagnéticos, por exemplo, dependendo do comportamento magnético. Um exemplo disso é o potássio, para o qual observa-se um pequeno aumento na densidade de fluxo.
 
Assim, com base em todos esses pontos apresentados e em seu conhecimento acerca da natureza magnética dos materiais em geral, analise as afirmativas a seguir e julgue se são verdadeiras (V) ou falsas (F).
I) O bismuto é um exemplo de material diamagnético.
II) Materiais ferromagnéticos virgens possuem fortes momentos magnéticos.
III) A histerese é uma característica de materiais magnéticos em geral.
IV) Os ferromagnéticos são materiais formados por ferro.
 
A sequência correta é:
R. b) V, V, F e F
4)- Situações práticas (um sistema de transmissão ou de distribuição, por exemplo), especificamente com relação à disposição dos condutores e efeitos aos quais estes estão sujeitos, como a indutância, podem ser representados por fios condutores finos. Eles devem ter um raio considerável, a uma dada distância, tal como é apresentado no desenho a seguir, no qual cada condutor possui um dado raio a há a uma distância d entre eles:
 
Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 162.
 
Agora, julgue os itens a seguir em verdadeiros (V) ou falsos (F).
I) Sendo o comprimento de base 5 m, o raio 1 mm e a distância 5 m, a indutância é 0,17 mH/m.
II) A razão indutância em função do comprimento é d >> a: .
III) Para l = 5 m, a = 1 mm e d = 5 m, a indutância será correspondente a aproximadamente 170 H/m.
IV) A relação entre indutância (L) em função do comprimento ( ) é dada por   .
 
A sequência correta é:
R. V V F F 
5)- Leia o excerto a seguir:
“O campo de intensidade magnética H, assim com D, depende apenas das cargas (móveis) e é independente do meio. O campo de forças associado a H é a densidade de fluxo magnético B, que é dado por: image001600041be_20211112090949.gif, onde image002600041be_20211112090949.gif, é a permeabilidade do meio. A unidade de B é o Tesla: 1 T = 1 N/A.m. A permeabilidade do espaço livre image003600041be_20211112090950.gif tem o valor numérico image004600041be_20211112090950.gif e a unidade Henries por metro, H/m; image005600041be_20211112090950.gif, a permeabilidade relativa do meio, é um número puro, quase sempre bem próximo à unidade, exceto para o pequeno grupo de materiais ferromagnéticos.” (EDMINISTER; NAHVI-DEKHORDI, 2013, p. 134)
 
EDMINISTER, J. A.; NAHVI-DEKHORDI, M. Eletromagnetismo. São Paulo: Bookman, 2013.
 
Assim, a partir do exposto, analise as afirmativas a seguir.
I) O fluxo magnético, com base na densidade, pode ser definido pela integral de área.
II) A densidade do campo magnético é dada em função do vetor potencial magnético.
III) O sinal do fluxo magnético tem ligação direta com o tipo de superfície.
IV) O fluxo magnético, referente a um dado campo, é medido em Tesla.
 
Está correto o que se afirma em:
R. I e II
6)- Como você sabe, muitas análises acerca dos efeitos magnéticos e eletromagnéticos podem ser feitas a partir das situações práticas; isso inclui, independentemente da análise, aproximar essas situações a outras mais simples, por exemplo. Dessa forma, suponha que um dado sistema real é aproximado como mostra a figura a seguir, para o qual deseja-se calcular o fluxo que atravessa a porção do plano dado por , sendo ainda que  e  e que há uma corrente de 2,5 A ao longo do eixo z.
 
Fonte: Adaptada de Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 134.
 
Considerando essas informações, é correto afirmar que:
R. c) o fluxo magnético é igual a aproximadamente 3,22 micro Webers. 
7)- Leia o excerto a seguir:
“Cada espira do condutor ou circuito tem alguma indutância (autoindutância), geralmente como um efeito colateral indesejável, o que muitas vezes pode ser desprezado. Em aplicações práticas, no entanto, com frequência concebemos e usamos condutores que são arranjados e formatados (como um fio condutor em forma de bobina) e às vezes enrolados em núcleos magnéticos, para suprimir uma quantidade (grande) de indutância.” (NOTAROS, 2012, p. 225-226)
 
NOTAROS, B. Eletromagnetismo. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012.
 
Assim, com base no exposto e em seu conhecimento acerca da autoindutância e dos indutores, analise as afirmativas a seguir.
I) O indutor, diferentemente do capacitor, dispersa a energia magnética.
II) O dispositivo descrito é chamado de indutor.
III) A tensão no indutor é a mesma em módulo da induzida.
IV) A tensão induzida pode ser dada pela derivada da tensão no indutor.
R. II e III
8)- Os núcleos toroidais, de diferentes tipos de seção transversal, são utilizados para fazer indutores e até mesmo transformadores elétricos. Dessa forma, compreender como calcular a indutância e entender como estabelecem as diversas possíveis relações eletromagnéticas é fundamental. Assim, considere o núcleo toroidal da imagem a seguir, de seção transversal circular, de raio r:
 
Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 161.
 
Analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I) A indutância, nesse caso, será dada pela relação image042600041be_20211112090953.gif
Porque
II) A densidade de fluxo magnético média é zero.
 
Assinale a alternativa correta:
R. As proposições I e II são falsas.
9)- Leia o excerto a seguir:
“Após Oersted ter demonstrado em 1820 que uma corrente elétrica afetava uma agulha de bússola, Faraday declarou sua crença de que se uma corrente podia produzir campo magnético, então um campo magnético deveria ser capaz de produzir uma corrente. O conceito de ‘campo’ não estava disponível naquele tempo, e o objetivo de Faraday era mostrar que uma corrente poderia ser produzida pelo ‘magnetismo’.” (HAYT JR; BUCK, 2013, p. 277)
 
HAYT JR, W. H.; BUCK, J. A. Eletromagnetismo. São Paulo: Bookman, 2013.
 
Agora, analise as afirmativas a seguir.
I) Pela Lei de Faraday, é possível definir a tensão induzida mediante um dado campo magnético.
II) Em seu experimento. Faraday utilizou um núcleo ferromagnético e uma bússola sob fio.
III) A Lei de Lenz, juntamente com a de Faraday, estabelece a relação entre a força eletromotriz e a tensão induzida.
IV) A polaridade da tensão induzida pode ser ignorada em certos casos, conforme a Lei de Faraday.
 
São corretas as afirmativas:
R. I e II
10)- A indutância mútua é estabelecida, basi camente, d evido ao acoplamento de bobinas distintas ou iguais. É de fundamental importância então compreendermos essas relações, bem como possíveis propriedades, uma vez que muitos equipamentos utilizam esse acoplamento como base de seu funcionamento, como é o caso dos transformadores elétricos. Trata-se, basicamente, de uma relação de inf luência, que dependerá também dos materiais envolvidos.
Com base no expostoacerca do cálculo da indutância mútua e de suas propriedad es, é correto afirmar que:
R. d) a partir do fluxo magnético, gerado em função do acoplamento, é possível calcular a indutância mútua.