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DEPARTAMENTO DE FÍSICA Curso: Licenciatura em Ensino de Física Disciplina: Eletricidade e Magnetismo 2° Ano do curso de Física 2020 Seminário V Tema: Corrente eléctrica, resistência de condutores e as leis de Ohm e de Joule 1. A corrente que flui através da secção recta de um condutor é dado por , onde , e t é dado em segundos. Determine: a) A expressão da carga que atravessa a secção recta. b) O valor da carga para t=1s e para t=10s. 2. Um fio de nicromo tem 1m de comprimento e 1mm2 de secção recta. Ao se aplicar uma d.d.p. de 2V entre as suas extremidades, ele transporta uma corrente de 4A. Determine o valor da condutividade σ de nicromo. (Dica: a condutibilidade é o inverso da resistividade) 3. Um fio, cuja resistência é igual a 4 está esticado de tal forma que o seu comprimento torna-se três vezes maior. Supondo que não ocorra variação da resistividade, nem da massa específica do material, calcule a resistência final do fio esticado. 4. A resistência do enrolamento de um motor eléctrico (fio de cobre), é igual a 50 (quando o motor está parado) à temperatura de 20ºC. Após várias horas de funcionamento, a resistência aumenta para 58. Qual é então a temperatura do enrolamento? 5. Determine a resistência total da associação indicada na figura se cada resistor tem o valor de 10. Determine a corrente eléctrica e a queda de tensão em cada resistor.I =10A 2r 2r r r r B A 6. Achar a resistência do circuito eléctrico . 7. Cada uma das três resistências tem a resistência e pode dissipar no máximo 18W sem se aquecer excessivamente. Qual é a potência máxima que o circuito apresentado pode dissipar? 8. Três resistores idênticos são ligados em série. Quando uma diferença de potencial é aplicada a associação, a potência total dissipada é de 10W. Qual será a potência consumida, se os três resistores forem ligados em paralelo com a mesma diferença de potencial? - + ε2 ε1 + - C1 C2 9. Calcule as tensões U1 e U2 nos condensadores apresentados na figura se , , e . + - R ε2 ε1 + - 10. Duas pilhas com e estão ligados conforme a figura. A resistência . As resistências internas das pilhas são iguais a 1Ω ambas. Determinar as intensidades das correntes que passam através das pilhas e da resistência R. 11. Três pilhas, ε1=6V, r1 = 2Ω; ε2=4V, r2 = 2Ω; ε3=15V, r3 = 1Ω e três resistores de R1 = 4Ω; R2 =12Ω; R3 = 20Ω, são ligados como mostra a figura ao lado. Determine as correntes nas resistências e a diferença de potencial entre os pontos AB. 12. No circuito apresentado na figura ε1=6V, ε2=5V, ε3=4V; R1 = 100Ω; R2 = 50Ω. Achar todas as correntes do circuito e a diferença de potencial entre os pontos AB. + + B A R2 R1 ε3 ε2 ε1 + Tema: Campo magnetostático de correntes electricas estacionarias 1. Considere o circuito da figura abaixo. Os segmentos curvos são círculos de raio a e b. Os segmentos retilíneos estão ao longo dos raios. Ache o campo magnético B no centro , considerando uma corrente i no circuito. 2.Um segmento retilíneo de fio, de comprimento L, transporta uma corrente i. Mostre que o campo magnético B associado a este segmento, a uma distância R tomada sobre sua mediatriz, é dada em módulo por 3.Ache a densidade de fluxo magnético B no centro de uma espira quadrada com 2m de lado e com uma corrente de 3A. 4. O fio mostrado na figura abaixo transporta uma corrente i. Qual é o campo magnético B no centro C do semicírculo produzido por: (a) por cada segmento retilíneo de comprimento L; (b) pelo segmento semicircular de raio R e (c) pelo fio inteiro? 5.Mostre que a densidade de fluxo magnético no centro de uma espira de forma circular com uma corrente I é dada por Tema : A força de Ampere, a lei de Biot-Savart e o teorema de circulação de campo magnético.B E D C B A Z Y X 1. O cubo da figura está num campo magnético de 0,6T, paralelo ao eixo de X. O fio ABCD transporta uma corrente de 4A no sentido indicado. Determinar o módulo, a direcção e o sentido da força que actua sobre o segmento AB, BC, CD e DE. 2. O fio de metal de massa m, pode deslizar sem atrito, sobre os trilhos colocados horizontalmente num campo magnético B, são percorridos por corrente I. Calcule a velocidade ( módulo e direcção) do fio em função do tempo, supondo que ele esteja em repouso no instante t = 0.d B B m I I 3. Dois fios rectos e paralelos estão separados por uma distancia d. Os fios são percorridos por correntes iguais a I, cada de mesmo sentido. Determinar a indução magnética num ponto afastado de um fio à distancia r1 e de outro r2. 4. Dois fios rectos e paralelos separados por uma distancia d, transportam correntes I de sentidos opostos. Mostre que o valor de B no ponto P, equidistante dos fios dado por . d P R 5. Num condutor cilíndrico de raio R existe a densidade da corrente J constante. Determinar a distribuição B(r) para o espaço definido por: e . 6. Determinar a indução do campo magnético do segmento directo percorrido por uma corrente i, no ponto A, situado a distancia a.i A a α1 α2 7. Determinar o conjugado máximo e energia potencial numa bobina de lados a e b, composto por n espiras, quando é percorrida por uma corrente I situada num campo magnético B. 8. Um fio comprido e rectilíneo percorrido pela corrente I1 e uma espira quadrada de lado l percorrida pela corrente I2 estão colocados num plano como mostra a figura. A distancia entre o fio e o lado mais próximo é d. Determine a força magnética total com que a corrente I1 actua sobre a espira.I2 I1 l d 9. Mostre que o valor de B no centro de uma espira rectangular de lados l e d, percorrida por uma corrente I, é dada pela expressão . 10. A figura mostra uma espira circular de raio R percorrida por uma corrente I. Calcule o valor de B para o ponto P do seu eixo. A distancia x é dada. R r x 11. Considere um circuito fechado, de raios a e b, como é indicado na figura o qual é percorrido por uma corrente I.a b I I I P a) Determine o módulo e a direcção de B no ponto P. b) Determine o momento do dipolo do circuito. 12. Uma corrente I passa por um condutor longo e rectilíneo, cuja secção recta tem a forma de um semi-anel fino de raio R. Determine a indução do campo magnético no ponto O. s A a / 04 , 0 = AB R W = 2 R V 3 1 10 12 × = e V 3 2 10 13 × = e F C m 3 1 = F C m 7 2 = V 2 1 = e V 1 2 = e W = 5 , 0 R · Ä · Ä ( ) 2 2 4 . 2 R d R I B o + = p m R r £ R r ³ ( ) d l d l i B o . . . . 2 2 1 2 2 p m + = Ä Ä at i i o + = A i o 10 =