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01/04/2021 GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 https://unp.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_671630… 1/7 Curso GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 Teste ATIVIDADE 4 (A4) Iniciado 17/03/21 19:15 Enviado 31/03/21 00:40 Status Completada Resultado da tentativa 9 em 10 pontos Tempo decorrido 317 horas, 24 minutos Resultados exibidos Respostas enviadas, Respostas corretas, Comentários Pergunta 1 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: 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: V, F, F, V. V, F, F, V. Resposta correta: considerando, pela Lei de Faraday, que , assim calculamos a força eletromotriz (fem). Pelo teorema de Stokes, obtemos: . Com base na equação de Maxwell, dada nessa forma pontual, pode-se observar que a derivada trata da fonte de circulação do campo elétrico. Existindo cargas livres, estas serão as responsáveis por gerar corrente elétrica no contexto de análise. Pergunta 2 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. 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 01/04/2021 GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 https://unp.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_671630… 2/7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: 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: I e II. I e II. Resposta correta: Faraday utilizou um circuito ferromagnético formado por um núcleo toroidal em ferro, 2 bobinas, uma fonte de tensão contínua e uma bússola. A tensão induzida, igual à força eletromotriz, é dada pela Lei de Faraday como , cujo sinal negativo teve sua validade comprovada na prática pela Lei de Lenz. Pergunta 3 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: 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. Sendo N o número de espiras, o fluxo concatenado é basicamente . Sendo N o número de espiras, o fluxo concatenado é basicamente . Resposta correta: o fluxo concatenado em uma bobina é ; para as demais configurações, ele é igual ao próprio fluxo total. Além disso, sabe-se que a indutância é e que λ é dado pela unidade de medida Weber-espira, por ser em função da quantidade de espiras. Pergunta 4 Situações práticas (um sistema de transmissão ou de distribuição, por exemplo), especificamente com relação à disposição dos condutores e efeitos aos quais estes estão sujeitos, como a indutância, podem ser representados por fios condutores finos. Eles devem ter um raio considerável, a uma dada distância, tal como é apresentado no desenho a seguir, no qual cada condutor possui um dado raio a há a uma distância d entre eles: 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 01/04/2021 GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 https://unp.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_671630… 3/7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 162. Agora, julgue os itens a seguir em verdadeiros (V) ou falsos (F). I) Sendo o comprimento de base 5 m, o raio 1 mm e a distância 5 m, a indutância é 0,17 mH/m. II) A razão indutância em função do comprimento é d >> a: . III) Para l = 5 m, a = 1 mm e d = 5 m, a indutância será correspondente a aproximadamente 170 H/m. IV) A relação entre indutância (L) em função do comprimento ( ) é dada por . A sequência correta é: V, V, F e F. V, V, F e F. Resposta correta: sendo o comprimento de referência 5 metros, o raio do condutor igual a 1 mm e a distância entre os condutores igual a 5 metros, sabe-se que, como , a indutância pode ser calculada como: . Pergunta 5 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: 0 em 1 pontos 01/04/2021 GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 https://unp.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_671630… 4/7 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 160. A respeito desse circuito, é correto afirmar que: a autoindutância é definida pela Lei de Faraday, com valor constante. a autoindutância é dada por . Resposta incorreta: pela Lei de Faraday, sabe-se que, no circuito apresentado, a autoindutância é calculada basicamente pela indutância L em função do número de espiras e da variação do fluxo com relação à corrente, tal que: (ou, na forma diferencial, ). Além disso, sabe-se que a tensão induzida, também pela Lei de Faraday, é . Portanto, a indutância é igual a . Pergunta 6 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: A indutância mútua é estabelecida, basicamente, devido ao acoplamento de bobinas distintas ou iguais. É de fundamental importância então compreendermos essas relações, bem como possíveis propriedades, uma vez que muitos equipamentos utilizam esse acoplamento como base de seu funcionamento, como é o caso dos transformadores elétricos. Trata-se, basicamente, de uma relação de influência, que dependerá também dos materiais envolvidos. Com base no exposto acerca do cálculo da indutância mútua e de suas propriedades, é correto afirmar que: a partir do fluxo magnético, geradoem função do acoplamento, é possível calcular a indutância mútua. a partir do fluxo magnético, gerado em função do acoplamento, é possível calcular a indutância mútua. Resposta correta: suponha então que, a partir da alimentação de uma dada bobina 1, tem-se um fluxo magnético gerado na segunda, o que implica que esse fluxo seja: . Ou seja, note que o fluxo magnético na espira 2 ( ) depende da corrente que circula na 1 ( ) e da indutância mútua de 2 para 1 ( ). Além disso, tem-se que . 1 em 1 pontos 01/04/2021 GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 https://unp.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_671630… 5/7 Pergunta 7 Resposta 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. 1 em 1 pontos 01/04/2021 GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 https://unp.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_671630… 6/7 Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: As asserções I e II são verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I. As asserções I e II são verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I. Resposta correta: uma fonte de tensão com amplitude e ind representa de fato o que ocorre entre os pontos M e N, pois um gerador de tensão, equivalente à força eletromotriz gerada no contexto, possui o mesmo efeito. Pergunta 8 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: 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: V, V, F e F. V, V, F e F. Resposta correta: em sua forma metálica, o bismuto é considerado um material diamagnético; é correto dizer que os ferromagnéticos virgens (puros) possuem momentos magnéticos fortes, o que faz com que o material como um todo não possua um momento magnético total; a histerese é uma característica de materiais ferromagnéticos; não podemos dizer que só o ferro é ferromagnético, uma vez que temos, por exemplo, o alnico. Pergunta 9 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Como você pode imaginar ou já viu, um campo magnético (de intensidade H e também expresso em função da densidade do fluxo magnético, B) pode promover o armazenamento de energia magnética (por um indutor, por exemplo). Dessa forma, considerando mais especificamente as relações magnéticas desse importante elemento, sabe-se que a própria indutância apresentada por ele pode ser dada em função da energia magnética apresentada. Então, como podemos calcular a indutância a partir da energia, de forma geral, para qualquer tipo de indutor? Resposta correta: a partir da expressão de energia em função da indutância, tal que , tem-se que . Uma outra possibilidade para compreender essa relação é entender que a energia também pode ser expressa pela seguinte integral de volume: . 1 em 1 pontos 1 em 1 pontos 01/04/2021 GRA0684 ELETROMAGNETISMO I GR0819211 - 202110.ead-8793.04 https://unp.blackboard.com/webapps/late-course_content_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=OPEN_TEST_PLAYER&COURSE_ID=_671630… 7/7 Pergunta 10 Resposta Selecionada: Resposta Correta: Comentário da resposta: Leia o excerto a seguir: “Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865), físico russo, foi professor de física na Universidade de São Petersburgo. Ele foi um dos três grandes cientistas, junto com Faraday (1791-1867) e Henry (1797-1878), que, independentemente de cada um deles, pesquisou a indução eletromagnética ao mesmo tempo em três lugares remotos do globo. Lenz nasceu e foi educado em Dorpat (agora Tartu), a Estônia, então parte do Império Russo.” (NOTAROS, 2012, p. 197) NOTAROS, B. Eletromagnetismo. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012. Com base nas descobertas de Lenz, analise as opções e assinale a alternativa correta. A corrente elétrica que é induzida devido a um dado campo magnético sempre produzirá certos efeitos contrários. A corrente elétrica que é induzida devido a um dado campo magnético sempre produzirá certos efeitos contrários. Resposta correta: a corrente induzida sempre se opõe à sua causa, o campo magnético, devido a seus efeitos no sistema. É essa descoberta que concretizou a Lei de Lenz, que explica inclusive o porquê do sinal negativo ao se calcular a tensão induzida. 1 em 1 pontos