006 Teste de Conhecimento Eletromagnetismo

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17/06/2022 10:21 Estácio: Alunos
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Teste de
Conhecimento
 avalie sua aprendizagem
Considere um capacitor esférico constituído de duas calotas esférias concêntricas que possui raio interno a e b (b>a), cujo dielétrico tem
permissividade absoluta ε. Assinale a alternativa que expressa a formulação algébrica para determinação de sua capacitância.
ELETROMAGNETISMO
Lupa Calc.
 
 
CCE1259_A6_202009374867_V1 
Aluno: IGOR PERLEBERG Matr.: 202009374867
Disc.: ELETROMAGNETISMO 2022.1 - F (G) / EX
Prezado (a) Aluno(a),
Você fará agora seu TESTE DE CONHECIMENTO! Lembre-se que este exercício é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo
será composto de questões de múltipla escolha.
Após responde cada questão, você terá acesso ao gabarito comentado e/ou à explicação da mesma. Aproveite para se familiarizar com este
modelo de questões que será usado na sua AV e AVS.
 
1.
Explicação:
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javascript:voltar();
javascript:diminui();
javascript:aumenta();
javascript:calculadora_on();
17/06/2022 10:21 Estácio: Alunos
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Sobre os materiais dielétricos é correto afirmar:
Um capacitor de 1,0 μF com uma energia inicial armazenada de 0,50 J é descarregado através de um resistor de 1,0 MΩ. Considere o
diagrama do circuito abaixo, bem como as afirmativas que seguem:
I. A carga inicial do capacitor é de 1,0 mC.
II. A corrente através do resistor no instante em que a descarga se inicia é de 1,0 mA.
III. A diferença de potencial através do capacitor (VC) e a diferença de potencial através do resistor (VR), como funções do tempo é
respectivamente, 1,0x10³ e-t V e -1,0x10³ e-t V.
IV. A taxa de produção de energia térmica no resistor em função do tempo é de -e-2t W.
Podem ser consideradas verdadeiras as afirmativas:
 
 
2.
O dielétrico no campo elétrico pode ser visto como o arranjo microscópico de monopolos elétricos envolvidos no vácuo, os quais
sãos constituídos por cargas positivas ou negativas cujos centros nãos coincidem.
A característica que todos os dielétricos têm em comum, sejam eles sólidos líquidos ou gasosos, de natureza cristalina ou não, é a
capacidade de não guardar energia elétrica, o que justamente o caracteriza como um material isolante.
Os dielétricos possuem como características a capacidade de armazenar energia elétrica. Isto ocorre devido a um deslocamento
nas posições relativas das cargas negativas e positivas contra as forças molecular e atômica normais do átomo.
Se o elétron com o mais alto nível de energia ocupar o nível mais elevado da banda de valência e se existir um gap entre a banda
de valência e a condução, então rapidamente o elétron aceita uma quantidade de energia suficiente para que o torne um isolante.
Nenhuma carga pode permanecer no interior de um material dielétrico. Se isto ocorrer o campo elétrico resultante irá forçar a
carga para a superfície. Assim teremos como resultado final uma densidade de carga nula dentro do condutor e na sua superfície
externa.
Explicação:
Para resolver esta questão é só lembrar que os materiais dielétricos ou isolantes ideais não possuem elétrons livres, somente elétrons
ligados, isso faz com que eles possuem como característica a capacidade de armazenar energia elétrica, já que a energia está
intimamente relacionada ao deslocamento de cargas. Isto ocorre devido a um deslocamento nas posições relativas das cargas negativas
e positivas contra as forças moleculares e atômicas normais do átomo. Não é a toa que se utiliza materiais dielétricos em capacitores e
este dispositivo elétrico tem a capacidade de armazenar cargas elétricas.
 
3.
I, II, III e IV.
I, II e III. 
II e III. 
I e II. 
I, III e IV. 
Explicação:
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Considerando que ao trabalhar com as condições de contorno entre dois meio dielétricos as seguintes igualdades são verdadeiras, 
 e , marque a alternativa que representa o valor do campo elétrico no meio B normal à superfície de contato
quando um campo elétrico de 90 kV/m oriundo de um meio A, com constante dielétrica igual a 2, formando um ângulo de 60º com a
normal, incide num meio B, cuja constante dielétrica é igual a 3.
Marque a alternativa que expressa a formulação adequada para determinar a capacitância
de um capacitor cilíndrico ou coaxial (similar a um cabo coaxial) com raio interno a e raio
interno do condutor externo b, como mostra a figura abaixo, e comprimento L, e que possui
um dielétrico com permissividade absoluta ε.
 
4.
30 kV/m;
45 kV/m;
90 kV/m;
68 kV/m;
78 kV/m;
Explicação:
Para resolver esta questão vamos aplicar o conceito de que em dois meios dielétricos a relação Dna=DnB pode ser satisfeita e assim
aplicamos a definição de que Dn=ε0.εr.En. Pela igualdade temos, ε0.εrA.EnA= ε0.εrB.EnB , eliminando a permissividade no vácuo e
isolando a componente normal do campo elétrico no meio B, temos: EnB= (εrA.EnA)/εrB. Para determinar a componente normal do campo
elétrico no meio A é só aplicar a relação trigonométrica pelo cosseno do ângulo de 60º, ficando EnA= EA.cos 60º=45000 V/m. Substituindo
a constante dielétrica dos dois meios, disponibilizados pela questão 1, EnB= (2.45000)/3=30000 V/m.
 
5.
→
D nA =
→
D nB
→
E tA =
→
E tB
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Na fronteira entre dois meios dielétricos, os campos elétricos e magnético devem satisfazer determinadas condições de contorno.
Considere que os meios 1 e 2 tenham, respectivamente, permissividades ε1 e ε2 e permeabilidades μ1 e μ2 e as intensidades de Campo
Elétrico, em V/m, são, simultaneamente, e . Marque a alternativa que representa o que ocorre com as suas componentes na
fronteira entre esses meios.
Explicação:
 
6.
A componente tangencial de é igual à componente tangencial de e as condições de contorno para componentes normais
são encontradas pela aplicação da lei de Gauss. Um cilindro, por exemplo, possuem lados muito pequenos e o fluxo que deixa a
sua base é dado pela relação .
A componente tangencial de é igual à componente tangencial de e sua densidade superficial pode ser obtida igualando a
densidade de fluxo tangencial .
A componente tangencial de e à componente tangencial de é igual à zero, pois ela não pode ser uma densidade
superficial de cargas de polarização porque estamos levando em consideração a polarização do dielétrico pelo uso da constante
dielétrica, assim, ao invéz de considerar cargas de polarização no espaço livre, estamos considerando um acréscimo na
permissividade. O que pode parecer estranho que qualquer carga livre esteja na interface, pois nenhuma carga livre é disponível
no dielétrico perfeito, entretanto esta carga deve ter sido colocada propositalmente para desbalancear a quantidade total de cargas
no corpo do dielétrico.
→
E 1
→
E 2
→
E 1
→
E 2
→
D n1 −
→
D n2 = ρs
→
E 1
→
E 2
(ρs =
→
E t)
→
E 1
→
E 2
17/06/2022 10:21 Estácio: Alunos
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As componentes tangenciais de e é igual à zero, são proporcionais às respectivas permissividades ε1 e ε2.
A componente normal de é igual à componente normal de e sua densidade superficial pode ser obtida pelo produto da
permissividade relativa do material, a constante de permissividade no vácuo e o campo elétrico normal .
Explicação:
Para resolver esta questão é só aplicar o conceito que o campo elétrico tangencial é contínuo na fronteira, ou seja, Et1 = Et2. Se o campo
elétrico tangencial é contínuo através da fronteira então o vetor densidade de fluxo D tangencial não é contínuo pois: 
.
 Não Respondida Não Gravada Gravada
Exercício inciado em 17/06/2022 10:20:13. 
→
E 1
→
E 2
→
E 1
→
E 2
(εr1. εr0.
→
E n)
=
→
E t1 =
→
E t2 =
→
D t1ε1
→
D t2
ε1
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