Exercícios_Parte 03_Eletromagnetismo

Prévia do material em texto

RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS (PARTE 03): ELETROMAGNETISMO I 
 
(QUESTÃO 01) 
 As equações de Maxwell são um grupo de equações diferenciais parciais que, juntamente com a lei da força 
de Lorentz, compõem a base do eletromagnetismo clássico no qual está embebida toda a óptica clássica. O 
desenvolvimento das equações de Maxwell, e o entendimento do eletromagnetismo, contribuíram significativamente 
para toda uma revolução tecnológica iniciada no final do século XIX e continuada durante as décadas seguintes. 
 As equações de Maxwell podem ser divididas em duas grandes variações. O grupo "microscópico" das 
equações de Maxwell utiliza os conceitos de carga total e corrente total, que inclui as cargas e correntes em níveis 
atômicos, que comumente são difíceis de calcular. O grupo "macroscópico" das equações de Maxwell define os dois 
novos campos auxiliares que podem evitar a necessidade de ter que se conhecer tais cargas e correntes em dimensões 
atômicas. 
Utilizando-se do conceito de corrente de deslocamento, pode-se calcular o módulo do campo magnético 
induzido entre as placas de um capacitor que está sendo carregado. Considere um capacitor de placas paralelas 
circulares. Qual das opções abaixo expressa corretamente a relação entre o módulo B do campo magnético 
induzido e a distância r do centro das placas? 
 
A) B é proporcional a r. 
B) B é proporcional a 1 / r. 
C) B = constante 
D) B é proporcional a r2 
E) B é proporcional a 1 / r2 
 
Resposta: Letra A. 
 
RESOLUÇÃO: 
 Quanto maior for o raio da curva Amperiana, maior será o valor de B. De modo que B aumenta 
proporcional a r. Assim, a alternativa correta seria a letra A. 
 
(QUESTÃO 02) 
No estudo da Física, o eletromagnetismo é a teoria unificada desenvolvida por James Clerk Maxwell 
para explicar a relação entre a eletricidade e o magnetismo. Esta teoria baseia-se no conceito de campo 
eletromagnético. O campo magnético é resultado do movimento de cargas elétricas, ou seja, é resultado 
de corrente elétrica. O campo magnético pode resultar em uma força eletromagnética quando associada a ímãs. 
A variação do fluxo magnético resulta em um campo elétrico (fenômeno conhecido por indução 
eletromagnética, mecanismo utilizado em geradores elétricos, motores e transformadores de tensão).
 
 
Semelhantemente, a variação de um campo elétrico gera um campo magnético. Devido a essa interdependência 
entre campo elétrico e campo magnético, faz sentido falar em uma única entidade chamada campo 
eletromagnético. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Equa%C3%A7%C3%A3o_diferencial_parcial
https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_de_Lorentz
https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_de_Lorentz
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletromagnetismo_cl%C3%A1ssico
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93ptica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletromagnetismo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Segunda_revolu%C3%A7%C3%A3o_industrial
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica
https://pt.wikipedia.org/wiki/James_Maxwell
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletricidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Magnetismo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_eletromagn%C3%A9tico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_eletromagn%C3%A9tico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica
https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_eletromagn%C3%A9tica
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dm%C3%A3
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fluxo_magn%C3%A9tico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9trico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Indu%C3%A7%C3%A3o_eletromagn%C3%A9tica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Indu%C3%A7%C3%A3o_eletromagn%C3%A9tica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Gerador
https://pt.wikipedia.org/wiki/Motor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_eletromagn%C3%A9tico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_eletromagn%C3%A9tico
 A teoria eletromagnética é bem descrita por quatro leis, que são: A Lei de Gauss para a eletricidade, a 
Lei de Gauss para o magnetismo, a Lei de Faraday e a Lei de Ampère – Maxwell. Com base nestas quatro leis 
indique a alternativa que mostra corretamente cada uma destas, na sua forma diferencial e dependentes do 
tempo. 
A) 
0
.


 E

, 
0.  B

, t
B
E





.
, t
E
JE





000.  
B) 
0

 E

, 
0.  B

, t
B
E





, t
E
JB





000.  
C) 
0
.


 E

, 
0.  B

, t
B
E





, t
E
JB





000.  
D) 
0
.


 E

, 
0.  B

, t
B
E





, t
E
JB





000.  
E) 0.  E

, 
0
.


 B

, t
B
E





, t
E
JB





000.  
 
Resposta: Letra C. 
 
RESOLUÇÃO: 
As equações corretas da Teoria Eletromagnética correspondem a: 
Lei de Gauss para a eletricidade: 
0
.


 E

 
 Lei de Gauss para o magnetismo: 0.  B

 
 Lei da indução de Faraday: t
B
E





 
 Lei de Ampère - Maxwell: t
E
JB





000.  
 
 
(QUESTÃO 03) 
É bem conhecido que nos motores elétricos uma componente do campo magnético executa 
trabalho mecânico enquanto a componente a ela normal recebe trabalho elétrico, de tal forma que o 
trabalho total do campo magnético de indução é nulo. Estamos nos referindo ao campo magnético 
constante no tempo, já que o variável, pelo campo elétrico que cria, pode, naturalmente, realizar 
trabalho. Tomemos agora dois ímãs permanentes livres. A experiência mostra que um pode acelerar o 
outro de uma variedade de maneiras e, portanto, temos que aceitar que nesse caso o campo magnético 
realiza trabalho. Assim, existem casos em que as Equações de Maxwell são aplicadas em termos de 
campos variantes com o tempo e outros casos faz-se necessário utilizar o conceito de campos estáticos. 
Vê-se que, em muitos casos, existem aplicações do conceito de campos estáticos Em qual das 
alternativas abaixo se verificam as Quatro Equações de Maxwell independentes do tempo? 
 
A) 
0
.


 E

, 0.  B

, 0.  E

, 
JE .0

 
B) 
0
.


 E

, 0.  B

, 0.  E

, 
JE .0

 
C) 0.  E

, 0.  B

, 0.  E

, 
JE .0

 
D) 
0
.


 E

, 0.  B

, 0.  E

, 
JE .0

 
E) 0.  E

, 
0
.


 B

, 0.  E

, 
JE .0

 
 
Resposta: Letra A. 
 
RESOLUÇÃO: 
As equações corretas da Teoria Eletromagnética para campos elétricos e magnéticos estáticos 
correspondem ao que se verifica abaixo, uma vez que nem o campo magnético, nem o campo elétrico devem 
variar: 
Lei de Gauss para a eletricidade: 
0
.


 E

 
 Lei de Gauss para o magnetismo: 0.  B

 
 Lei da indução de Faraday: 0 E

 
 Lei de Ampère - Maxwell: JB .0
