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IFBA – PAULO AFONSO Professor: Urbano Secundes Disciplina: Física Geral 3 Curso: Eng. Elétrica Lista de Exercícios Complementar – 3° Exercício Escolar 1. O fio da Figura abaixo transporta uma corrente i e é composto por um arco circular de raio R e ângulo central π/2 rad e dois segmentos retos cujos prolongamentos interceptam o centro C do arco. Qual o campo magnético que a corrente produz em C devido (a) ao trecho 1; (b) ao trecho 2 e (c) ao trecho 3. R: zero; zero; (µ0i)/8R 2. A figura abaixo mostra a seção transversal de um cilindro longo condutor com raio interno a = 2,0cm e raio externo b = 4,0cm. O cilindro transporta uma corrente orientada para fora da página e a densidade de corrente na seção transversal é dada por J = cr2, com c = 3,0 x 106A/m4 e r em metros. Considerando um ponto que está a 3,0cm do eixo central do cilindro, use a Lei de Ampère e calcule (a) a corrente envolvida pelo laço de Ampère; (b) o campo magnético em torno do ponto supracitado. R: 𝝅𝒄(𝒓𝟒−𝒂𝟒) 𝟐 ; 2,0 x 10-5T 3. A figura abaixo mostra uma espira condutora formada por um semicírculo de raio r = 0,2m e três segmentos retos. O semicírculo está localizado em um campo magnético uniforme B que está orientado para fora da página; a intensidade do campo é dada por B = 4,0t2 + 2,0t + 3,0, com B em teslas e t em segundos. Uma bateria ideal com FEM de 2,0V está ligada à espira. A resistência da espira é 2,0Ω. Encontre (a) a expressão para a FEM induzida na expira; (b) a intensidade e o sentido da FEM induzida ao redor da espira pelo campo B em t = 10s; (c) a intensidade da corrente na espira em t = 10s. R: 𝝅𝒓𝟐 𝟐 (𝟖, 𝟎𝒕 + 𝟐, 𝟎); ≈5,2V; ≈1,6A 4. A figura abaixo mostra um circuito que contém três resistores idênticos, com resistências R = 9Ω, dois indutores idênticos com indutância L = 2,0mH e uma bateria ideal com fem de 18V. (a) Qual a corrente i através da bateria imediatamente após a chave ser fechada? (b) Qual a corrente i através da bateria bem depois de a chave ter sido fechada? R: 2A; 6A. 5. Um solenoide possui uma indutância de 53 mH e uma resistência de 0,37Ω. Se ele for ligado a uma bateria, quanto tempo levará para que a corrente alcance metade do seu valor final de equilíbrio? R: 0,1s 6. Uma bobina tem indutância de 53 mH e uma resistência de 0,35Ω. (a) se uma fem de 12V for aplicada entre as extremidades da bobina, qual a energia armazenada no campo magnético depois da corrente ter atingido o seu valor de equilíbrio? (b) Após quantas constantes de tempo, metade da energia de equilíbrio estará armazenada no campo magnético? R: 31J; ≈ 1,2τL 7. Um capacitor de 1,5µF está carregado a 57V. A bateria que o carregou é então desconectada e uma bobina de 12 mH é ligada em série com o capacitor, de modo que ocorrem oscilações LC. Qual é a corrente máxima da bobina? Considere que o circuito não tenha resistência alguma. R: ≈ 640mA.
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