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07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 1/9 Determine o valor do campo elétrico, gerado por uma carga pontual, em um ponto a uma distância 20m da carga fonte, usando a relação entre campo elétrico e o gradiente do potencial elétrico. Sabe-se que o potencial elétrico no ponto vale , onde é a distância a carga medida em metros. Duas placas metálicas grandes, paralelas entre si, encontram-se no ar a uma distância de 1m entre si. Uma das placas, localizada em x=0, encontra-se com potencial elétrico zero e a outra, com potencial elétrico de 100V. Resolva a equação de Laplace e determine a distribuição do potencial elétrico. Despreze o efeito das bordas das placas. 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. 03676CAMPO ELÉTRICO ESTACIONÁRIO 1. Data Resp.: 07/04/2023 19:44:10 Explicação: Gabarito: Justificativa: Precisamos obter o gradiente do potencial Como ele depende apenas de r, se tem e igual a zero, assim Portanto Como a distância r = 20m 2. φ = V2.10 11 r r 5.108 Vm 8.108 Vm 2.108 Vm 1.108 Vm 3.108 Vm 5.108 Vm ∂φ ∂θ ∂φ ∂ϕ φ(y) = 50x + 10 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 2/9 Uma nuvem de carga cilíndrica de raio apresenta uma densidade volumétrica de carga constante igual a . Esta nuvem está no ar. Determine a distribuição de potencial elétrico dentro da nuvem, considerando que só haverá variação do potencial com a distância ao eixo do cilindro. Considere como referência que o potencial elétrico na casca desta nuvem ( ) é nulo. Data Resp.: 07/04/2023 19:44:59 Explicação: Gabarito: Justificativa: O potencial elétrico só dependerá de uma coordenada x Pela equação de Laplace Esta equação será válida para . onde e são números reais. Substituindo as condições de contorno 3. Data Resp.: 07/04/2023 19:47:34 Explicação: Gabarito: Justificativa: Dentro da nuvem utilizaremos a equação de Poisson. φ(y) = 50x φ(y) = 10x + 100 φ(y) = 100x − 50 φ(y) = 100x φ(y) = 100x 0 < x < 1 k1 k2 1m 2C/m3 ρ = 1 φ(ρ) = ρ2 −12ϵ0 1 ϵ0 φ(ρ) = − ρ2 + 112ϵ0 φ(ρ) = − ρ2 +12ϵ0 1 2ϵ0 φ(ρ) = ρ2 +12ϵ0 1 4ϵ0 φ(ρ) = − ρ +12ϵ0 1 2 φ(ρ) = − ρ2 +12ϵ0 1 2ϵ0 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 3/9 Pela simetria, utilizaremos coordenadas cilíndricas e o potencial dependerá apenas da coordenada , assim onde é uma constante real. onde também é uma constante real. Usando uma condição de contorno que para se tem . No eixo do cilindro, isso é, , o campo elétrico deve ser nulo. Em coordenadas cilíndricas dependendo apenas da coordenada Assim Somente com se obtém . Retornando a equação 03677CAMPO MAGNÉTICO ESTACIONÁRIO ρ k1 k2 r = 1 φ = 0 ρ = 0 ρ k1 = 0 → E (ρ = 0) = 0 φ(ρ) = − ρ2 + k1ln(ρ) + k2 = − ρ2 +12ϵ0 1 2ϵ0 1 2ϵ0 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 4/9 Uma lâmina metálica infinita de largura 4m é percorrida por uma corrente 10A, uniformemente distribuída. Determine o campo magnético gerado por esta lâmina em um ponto P que se encontra a uma distância 2m da lateral da lâmina. Considere a lâmina como uma superposição de fios infinitos. 4. Data Resp.: 07/04/2023 19:48:00 Explicação: A opção correta é: Como a corrente é uniformemente distribuída, a corrente no fio será calculada por uma relação entre a largura do fio e a largura total. Vamos considerar que o fio tem uma largura dx que é infinitesimal. Usando a fórmula do campo gerado por um fio infinito retilíneo, o campo gerado por cada fio será: O campo total será a soma dos campos gerados por cada fio: 5. →H = ϕ̂52π →H = ϕ̂5ln34π →H = ϕ̂ln34π →H = ϕ̂2ln35π →H = ϕ̂5ln4π →H = ϕ̂5ln34π 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 5/9 Os materiais magnéticos podem ser divididos em três tipos: diamagnéticos, paramagnéticos e os ferromagnéticos. Marque a alternativa que NÃO é uma característica do material paramagnético. Seja um campo magnético no ar dado, em coordenadas cilíndricas, por . Determine o fluxo magnético gerado por esse campo ao atravessar uma superfície definida por e . Considere como fluxo positivo o sentido positivo da coordenada . Podem ser usados como imãs permanentes. São atraídos levemente por imãs permanentes. Possui permeabilidade magnética um pouco maior do que a unidade. Sofrem uma leve magnetização na presença de campo magnético externo. Sem a presença de campo magnético externo apresenta um campo magnético interno praticamente nulo. Data Resp.: 07/04/2023 19:49:39 Explicação: Os paramagnéticos apresentam um campo interno praticamente nulo, pois os momentos resultantes têm direções aleatórias. Na presença do campo externo sofrem um alinhamento dos momentos orbitais (magnetização), provocando um pequeno campo na direção do campo externo, alterando levemente o mesmo. Isso é quantizado por uma permeabilidade magnética um pouco maior do que a unidade. Eles são levemente atraídos por imãs. Ao se tirar o campo externo voltam a situação original, não permanecendo magnetizados, não podendo, portanto, ser usados como imãs permanentes. 6. Data Resp.: 07/04/2023 19:50:50 Explicação: Como o campo está no ar: Para compor a superfície se varia as coordenadas e , usando a referência positiva do fluxo, assim: Resolvendo a integral em : →H = senϕρ̂( )8ρ A m 0 ≤ ϕ ≤ π3 0 ≤ z ≤ 2m ρ μ0 Wb 48 Wb 2μ0 Wb 6μ0 Wb 4μ0 Wb ϕ z ϕ 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 6/9 03678CAMPOS VARIANTES NO TEMPO E EQUAÇÕES DE MAXWELL 7. 150 750 300 450 600 Data Resp.: 07/04/2023 19:53:25 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 7/9 Explicação: 8. | fem | = π sen (20πt) V | fem | = 2π sen (20πt) V | fem | = 2 sen (20πt) V | fem | = 2π cos (20πt) V | fem | = π cos (20πt) V Data Resp.: 07/04/2023 19:53:34 Explicação: 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 8/9 Aplicações na engenharia baseadas no funcionamento de campos elétricos e magnéticos são as mais diversas. Sendo blindagens eletromagnéticas e trens de levitação algumas delas. Neste contexto, determine o valor do campo elétrico associado a uma onda eletromagnética plana, que se propaga em um meio sem perda com η=400π Ω, pata t = 0 e y=π m. Sabe-se que o campo magnético é dado por: 03679APLICAÇÕES DE ELETROMAGNETISMO NA ENGENHARIA 9. Data Resp.: 07/04/2023 19:53:47 Explicação: 300πx̂ Vm −600π√2x̂ Vm 600π√2x̂ Vm −600π√3x̂ Vm −600πx̂ Vm 07/04/2023, 19:58 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 9/9 Aplicações na engenharia baseadas no funcionamento de campos elétricos e magnéticos são as mais diversas. Sendo blindagens eletromagnéticas e trens de levitação algumas delas. Neste contexto, uma onda eletromagnética plana e harmônica, com frequência de 600 MHZ, se propaga em um meio que apresenta condutividade nula, permissividade elétrica relativa 4 e permeabilidade relativa 1. A onda tem propagação no sentido positivo de x e, para x = 0m e t = 0 segundos, a amplitude do campo elétrico vale 120π V/m. Marque a alternativa que apresenta o módulo do campo magnético para qualquer valor de x e do tempo. 10. Data Resp.: 07/04/2023 19:53:57 Explicação: Não Respondida Não Gravada H(x, t) = 4cos(12.108πt + 8πx)A/m H(x, t) = 4cos(12.108πt − 2πx)A/m H(x, t) = −2cos(12.108πt − 8πx)A/m H(x, t) = 2cos(12.108πt − 8πx)A/m H(x, t) = 2cos(12.108πt + 8πx)A/m
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