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ELETROMAGNETISMO ATIVIDADE 4 Questão 1 Sabe-se, na prática, que várias situações podem ser compreendidas e analisadas pelas relações de Maxwell, considerando as conformidades com as demais leis e relações eletromagnéticas e a capacidade de síntese das equações propostas. Assim, lembre-se de que existem as formas sintéticas do tipo pontuais, que se baseiam na definição pela derivada e nas relações a partir de formas genéricas de leis, como a Lei de Ampère, permitindo obter a forma integral. Considerando essas informações e seu conhecimento a respeito das equações de Maxwell, analise as afirmativas a seguir e julgue se são verdadeiras (V) ou falsas (F). I) Considerando que a força eletromotriz é dada por , é possível obter , uma das equações de Maxwell. II) Aplicando-se o teorema de Stokes no cálculo da corrente induzida, é possível obter . III) Considerando que é válido quando há fonte de circulação de campo magnético, é possível analisar a corrente. IV) Podemos utilizar a relação para analisar o movimento de cargas livres, gerando corrente. A sequência correta é: A- F, V, V, V. B F, F, V, V. C V, F, F, V. Resposta correta D V, F, V, F. E V, F, F, F. Questão 2 Questão objetiva 1/1 O fluxo magnético concatenado pode ser definido, basicamente, como o fluxo magnético com relação a cada uma das espiras que formam a bobina ou o enrolamento, esteja ele em um equipamento ou não, estando ainda a bobina isoladamente, para representar um problema mais complexo, por exemplo. Surge o conceito de tensão induzida, que é estabelecida nos terminais do enrolamento. Assim, com base no exposto, e considerando o cálculo do fluxo magnético concatenado, assinale a alternativa correta. A Para as demais configurações, o fluxo total enlaçado é Nϕ. B Sendo N o número de espiras, o fluxo concatenado é basicamente . Resposta correta C A indutância pode ser utilizada para calcular o fluxo concatenado, uma vez que L = i. D O fluxo magnético concatenado é medido em Webers/espira. E Sendo o fluxo concatenado em função das espiras, sua unidade é Weber. Questão 3 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. Estão corretas as afirmações: A I e III. B I e IV. C II e III. Resposta correta D II e IV. E III e IV. Questão 4 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 Porque II) A densidade de fluxo magnético média é zero. Assinale a alternativa correta: A As asserções I e II são verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I. B As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. C A asserção I é verdadeira e a II é falsa. D A asserção I é falsa e a II é verdadeira. E As proposições I e II são falsas. Resposta correta Questão 5 Questão objetiva 1/1 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: A a autoindutância é dada por . Resposta correta B a autoindutância é definida pela Lei de Faraday, com valor constante. C diferentemente do fluxo concatenado, a autoindutância é independente de N. D considerando a tensão induzida, tem-se L, pois . E a tensão induzida é dada por , de forma que . Questão 6 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: A I e II. Resposta correta B I e III. C I e IV. D II e IV. E III e IV. Questão 7 Observe a imagem apresentada a seguir, a partir da ligação de dois pontos distintos quaisquer, que demonstra a tensão induzida nesse caso, dada por e ind, e o campo elétrico induzido, de intensidade E ind. Além disso, demonstra-se dl, o elemento linear para a avaliação do caminho formado por esse espaço, representado através do vetor tangente: Fonte: Adaptada de Notaros, 2012, p. 196. Dessa forma, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I) A fonte de tensão apresentada na imagem é análoga à situação apresentada em: Fonte: Adaptada de Notaros, 2012, p. 196. Porque: II) Sabe-se que a linha equivalente do circuito, nesse caso, pode ser substituída por um gerador de tensão equivalente. Assinale a alternativa correta. A As asserções I e II são verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I. Resposta correta B As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. C A asserção I é verdadeira e a II é falsa. D A asserção I é falsa e a II é verdadeira. E As proposições I e II são falsas. Questão 8 Sabe-se então que, conforme a natureza magnética, é possível agrupar os diferentes materiais puros e algumas ligas mais comuns em algumas classes distintas, como os diamagnéticos, paramagnéticos, superparamagnéticos, ferromagnéticos, ferrimagnéticos e antiferromagnéticos, basicamente. Os superparamagnéticos, por sua vez, possuem uma matriz não magnética; um exemplo prático é a fita de gravação. Analise as classes apresentadas e correlacione com a possível característica correta. I) Paramagnético II) Diamagnético III) Ferromagnético IV) Antiferromagnético ( ) Possui densidade de fluxo aproximadamente igual à densidade aplicada. ( ) É caracterizado pela formação de domínios. ( ) Um exemplo de materialdeste grupo é o tungstênio. ( ) Possui momentos magnéticos opostos. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: A IV, I, III e II. B IV, I, II e III . C IV, III, II e I. D II, III, I e IV. Resposta correta E I, II, III e IV. Questão 9 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: A F, V, V e V. B F, F, V e V. C V, V, F e F. Resposta correta D V, F, V e F. E V, F, F e F. Questão 10 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: A para calcular o fluxo, deve-se considerar que dS é dado em função de r. B parte-se do pressuposto de que . C sendo , o fluxo é . D o fluxo magnético é igual a aproximadamente 3,22 micro Webers. Resposta correta E o fluxo magnético é igual a 3,2π Wb.