Exerc_C3_ADcios_4a_BI_Eletromag[1] (1)

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Lista de Exercícios para a 4ª BI – Eletromagnetismo
Professor: Leonardo Torres
Questão 1: Exercício de Poisson / Aplicações da Equação de Laplace
Os discos condutores da figura 1 abaixo estão separados por uma distância de 5mm e possuem dielétrico com permissividade relativa igual a 2,2. Determine as densidades de carga sobre os discos, considerando que o vetor D é constante entre os mesmos e desprezando os efeitos de borda.
Fig. 1
Questão 2: Exercício de Poisson / Aplicações da Equação de Laplace
Calcule a função potencial e o campo elétrico na região entre dois cilindros circulares concêntricos conforme a fig. 2 abaixo, sendo V= 0 em r = 1 mm e v= 150 V em r = 20 mm. Despreze os efeitos de borda.
Fig. 2
Questão 3: Questão sobre a Lei de Biot Savart e Lei de Ampère.
Utilize a Lei de Ampère como uma simplificação à Lei de Biot-Savart para determinar o campo magnético H devido a um filamento de corrente I retilíneo e infinitamente longo.
Questão 4: Questão sobre a Lei de Biot Savart e Lei de Ampère.
Uma lâmina de corrente infinita com ρ = 6 az A/m existe no plano xz em y = 0.
Deduza uma expressão geral para a determinação do campo magnético H resultante de uma lâmina infinita de corrente de densidade ρ [A/m].
Determine H em (3,4,5).
Questão 5: Questão sobre a Lei de Biot Savart e Lei de Ampère.
Determine a intensidade do campo magnético H no interior de um solenóide de comprimento infinito e fortemente enrolado. Considere a amperiana de lado h da figura 3 abaixo sobre a seção do solenóide.
Fig. 3
Questão 6: Questão sobre rotacional e suas propriedades
Determine o vetor densidade de corrente no ponto (2,1,3)m se o campo magnético H é igual a : H = 2xy2 az A/m
Questão 7: Questão sobre rotacional e suas propriedades
Se um dado campo magnético for igual a H = y2z ax + 2(x+1)yz ay – (x+1)z2 az [A/m], determine a densidade de corrente no ponto (4,2,4).
Questão 8: Questão sobre rotacional e suas propriedades
Um condutor retilíneo e uniformemente longo de seção reta e raio a, possui um campo magnético H = (Ir/2πa2)aΦ dentro do condutor (r<a) e H = (I/2πr) aΦ fora do mesmo (r>a). Calcule o vetor densidade de corrente dentro e fora do condutor.
Questão 9: Questão sobre densidade de fluxo magnético (B) e fluxo magnético (Φ)
Calcule o fluxo que atravessa a porção de plano Φ = π/4 definida por 0,01< r <0,05 m e 0< z < 2 m, se existe uma corrente sob a forma de filamento de 2,5 A ao longo do eixo z na direção az.
Questão 10: Questão sobre Equação de Lorentz e força magnética
Calcule a força sobre um condutor de 0,3 m de comprimento que conduz uma corrente de 5 A na direção – az onde está definido a densidade de campo:
 B = 3,5 x 10-3 (ax – ay) T
Questão 11: Questão sobre Equação de Lorentz e força magnética
Um condutor de 4 m de comprimento situa-se ao longo do eixo y e conduz uma corrente de 10 A na direção ay. Calcule a força sobre este condutor se a densidade de fluxo magnético é B = 0,05 ax T.
Questão 12: Questão sobre Equação de Lorentz e força magnética, trabalho e potência.
Calcule o módulo do trabalho e da potência necessários para mover um condutor em uma revolução completa no sentido de rotação positivo conforme a figura 4, com freqüência de rotação de N rotações por minuto, sendo que na região:
B = B0 ar
Fig. 4
Questão 13: Questão sobre Indutância
Determine a indutância de um solenóide ideal formado por 300 espiras de comprimento l = 0,5 m e seção circular reta de raio 0,02 m
Questão 14: Questão sobre Indutância
Deduza a expressão para a energia armazenada em um indutor de indutância L percorrido por uma corrente i(t)
Questão 15: Questão sobre Circuitos Magnéticos (Utilize a curva B x H do livro texto “Eletromagnetismo” – Coleção Schaum pág. 198 fig. 11-18)
O núcleo de ferro da figura 5 abaixo é constituído por ferro fundido e possui raio médio de 8 cm. Calcule o fluxo Φ, se a força magnetomotriz da bobina é de 500 A e o núcleo possui uma seção reta quadrada de 2 cm de lado.
Fig. 5
Questão 16: Questão sobre Circuitos Magnéticos (Utilize a curva B x H do livro texto “Eletromagnetismo” – Coleção Schaum pág. 198 fig. 11-18)
O circuito magnético mostrado na figura 6 apresenta aço fundido em forma de “C” (parte 1) e outra parte de ferro fundido em forma de I (parte 2). O núcleo é envolvido por uma bobina com 150 espiras. Determine a corrente na bobina para produzir uma densidade de fluxo B = 0,45 T no ferro fundido. Dados: Material 1 = seção reta quadrada de lado 2 cm; Material 2 = seção reta quadrada de lado 1,8 cm; Comprimento médio em forma de “C” 0,34 m; Comprimento médio em forma de “I” 0,138 m.
Fig. 6
Questão 17: Questão sobre Circuitos Magnéticos (Utilize a curva B x H do livro texto “Eletromagnetismo” – Coleção Schaum pág. 198 fig. 11-18)
Na figura 7 abaixo, o circuito magnético possui um núcleo com material de ferro fundido e comprimento médio de 0,44 m. a sua seção reta é quadrada e possui 0,02 m de lado. Neste circuito há um entreferro com um comprimento de 2 mm e uma bobina envolvendo o núcleo com 400 espiras. Determine a corrente na bobina para que o fluxo no entreferro seja de 0,141 mWb.
Fig. 7