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Universidade Estácio de Sá – Campus Sulacap Curso de Engenharia Disciplina: Física Teórica Experimental III - CCE0850 - Parte prática 2ª Lista de Exercícios (Entregar na AV2) 01. Determine a constante de tempo do circuito a seguir. 02. Para um circuito RC é dada a curva de Vc x t. Sabendo-se que a fonte vale 10 V, que a resistência é de R = 2 K e considerando o capacitor inicialmente descarregado determine: a) O valor aproximado da constante de tempo a partir da curva. b) O valor do capacitor. 03. Foi medida a tensão sobre o capacitor de um circuito cujo diagrama esquemático é apresentado na figura a seguir. Os valores da tensão VC sobre o capacitor para t = 0 s a t = 60 s, em passos de 5 s, são mostrados na Tabela. Do diagrama esquemático e com os dados obtidos experimentalmente faça um gráfico (faça a mão e usando papel milimetrado) da curva teórica e experimental da tensão sobre o capacitor no tempo. 04. Na figura a seguir, o condutor CD está em repouso, apoiado em duas barras condutoras fixas x e y. O módulo do campo magnético entre os polos do ímã é 1 T e o comprimento do condutor imerso no campo é de 10 cm. Sabendo-se que o corpo A pesa 2 N, considerando o fio que suspende o condutor ideal e que a força magnética é dada por F = B.i.l.senθ, determine: a) O sentido da corrente no condutor usando a regra da mão direita. b) A intensidade da corrente. 05.(UFB) Represente a força magnética que age sobre cada condutor retilíneo, percorrido por corrente elétrica e imerso no interior de um campo magnético uniforme, nos casos: 06. A barra metálica condutora PQ está em equilíbrio e é percorrida pela corrente i indicada na figura. Identifique o sentido da corrente que percorre a barra PQ. 07. No experimento do balanço elétrico, a ideia é fazer uma corrente elétrica atravessar um fio montado na forma de um balanço. A parte baixa do balanço esta mergulhada no campo magnético de um imã permanente. Fazendo-se passar uma corrente elétrica contínua pelo fio, uma força magnética atua sobre cada componente de carga no sentido de afastá-lo do imã. Se a corrente elétrica for interrompida, o balanço volta a sua posição inicial. O acionamento do interruptor no momento adequado, faz com que o balanço ganhe cada vez mais energia, atingindo alturas cada vez maiores. Represente e explique como se utiliza a regra do “Tapa” para determinar os vetores campo magnético, força magnética e o sentido da corrente elétrica considerando que o balanço está se afastando da barra em “U”. 08. Uma corrente elétrica produz um campo magnético; então, um ímã, colocado próximo da corrente, fica sujeito a forças (1° fenômeno eletromagnético). Mas o ímã também produz um campo magnético; então uma corrente elétrica, colocada próxima do ímã fica sujeita a forças (2° fenômeno eletromagnético). Para demonstrar a ação mútua de correntes e ímãs podemos realizar a experiência da figura a seguir. Um solenoide é ligado em série com um gerador e um interruptor. Um ímã, é suspenso pelo centro de gravidade, para que possa oscilar e transladar-se um pouco próximo do solenóide. Ao fechar o interruptor, forma-se o campo magnético do solenóide, e observa-se nitidamente um deslocamento do ímã. Para a configuração da figura a seguir, explique, utilizando linhas de campo, se ocorrerá atração ou repulsão entre o solenoide e o ímã. 09. Michael Faraday foi um cientista inglês que viveu no século XIX. Através de suas descobertas foram estabelecidas as bases do eletromagnetismo, relacionando fenômenos da eletricidade, eletroquímica e magnetismo. Suas invenções permitiram o desenvolvimento do gerador elétrico, e foi graças a seus esforços que a eletricidade tornou- se uma tecnologia de uso prático. Em sua homenagem uma das quatro leis do eletromagnetismo leva seu nome e pode ser expressa como: ε = ΔΦ/Δt onde ε é a força eletromotriz induzida em um circuito, ∅ é o fluxo magnético através desse circuito e t é o tempo. Considere a figura a seguir, que representa um ímã próximo a um anel condutor e um observador na posição O. O ímã pode se deslocar ao longo do eixo do anel e a distância entre o polo norte e o centro do anel é d. Tendo em vista essas informações, identifique as seguintes afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ) Mantendo-se a distância d constante se observará o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário. ( ) Durante a aproximação do ímã à espira, observa-se o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário. ( ) Durante o afastamento do ímã em relação à espira, observa-se o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário. ( ) Girando-se o anel em torno do eixo z, observa-se o surgimento de uma corrente induzida. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) F – F – V – V b) F – V – F – V c) V – V – F – F d) V – F – V – F e) F – F – V – F 10. A figura a seguir representa um imã preso a uma mola que está oscilando verticalmente, passando pelo centro de um anel metálico. Com base no princípio da conservação de energia e na lei de Lenz, responda aos itens a seguir. a) Qual é o sentido da corrente induzida quando o ímã se aproxima (descendo) do anel? Justifique. b) O que ocorre com a amplitude de oscilação do imã? Justifique. 11. Um transformador possui 1000 e 500 espiras nos enrolamentos de alta e baixa tensão respectivamente. Utilizando o transformador como elevador de tensão, determine a tensão no secundário quando se aplica no primário uma tensão de 220V. 12. Um transformador que fornece energia elétrica a um computador está conectado a uma rede elétrica de tensão eficaz igual a 120 V. A tensão eficaz no enrolamento secundário é igual a 10 V, e a corrente eficaz no computador é igual a 1,2 A. Estime o valor eficaz da corrente no enrolamento primário do transformador. GABARITO: 1. t = 0,5 s; 02. a) t= 8 ms (aproximadamente) b)C= 4.10-6 F ou 4μF 03. Gráfico 04. a) de C para D b) i = 20A. 05. 06.Para que a barra metálica condutora PQ esteja em equilíbrio, seu peso (vertical e para baixo) deve ser anulado pela força magnética que deve ser vertical e para cima. Usando a regra do tapa e considerando que, , sai do pólo norte X (vermelho) e vai o pólo sul (Azul) Y, temos o sentido da corrente conforme a figura. 07. Desenhar vetores. 08. Pode-se observar que polos de mesmo nome do solenóide e do ímã se repelem, e os de nomes contrários se atraem, analogamente aos polos de dois ímãs. Desenhar linhas de campo. 09. A 10. a) Horário, visto de cima. Justificativa: Usar a lei de Lenz e a regra da mão direita. b) Diminuição na amplitude de oscilação do ímã. Justificativa: usar o princípio da conservação da energia. 11. Vs = 440 V 12. ip = 0,1 A
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