Questões de Concurso sobre Lei de Faraday e Equações de Maxwell

No século XIX descobriu-se que a variação na intensidade da corrente elétrica que percorre um circuito fechado induz uma corrente em uma bobina próxima. Uma corrente induzida também é observada ao se introduzir um ímã nessa bobina. Essa indução magnética teve uma imediata aplicação na geração de energia elétrica. Essa descoberta é creditada a

Considere uma bobina quadrada formada por 10 espiras, cada uma com 10 cm de lado. Nas extremidades da bobina foi conectado um resistor de 10 ohms. Qual é a amplitude da corrente elétrica que passa pelo resistor quando um campo magnético uniforme com densidade 𝐵 = 0,2 cos(100𝑡)(T) atravessa ortogonalmente essa bobina?

Pode-se medir a vazão de água em uma tubulação relacionando a velocidade do fluido com uma diferença de potencial. O princípio físico que torna possível essa relação é descrito pela lei de:

A teoria clássica que chamamos de Mecânica é estruturada pelas três Leis de Newton e por leis de força, como, por exemplo, a lei da Gravitação Universal. De modo análogo, a teoria clássica que chamamos de Eletromagnetismo é estruturada por quatro leis: lei de Gauss para a Eletricidade, que inclui a lei de Coulomb, lei de Gauss para o Magnetismo, lei de Ampère-Maxwell e lei de Faraday-Lenz. Estas quatro leis são complementadas pela lei de força de Lorentz. Assim, assinale a alternativa que apresenta a lei abaixo que não condiz com a realidade estudada pelos grandes físicos do passado.

“A Lei de __________ nos diz que, quando houver variação do fluxo magnético através de uma bobina, surgirá nela uma força eletromotriz induzida. Já a Lei de _________ enuncia que, quando houver uma variação de fluxo magnético sobre um condutor fechado, surgirá, neste condutor, um campo magnético que se oporá a tal variação. A tensão induzida é diretamente proporcional ao número de ___________ e à variação do fluxo ____________ sobre a bobina.” Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente a afirmativa anterior.

A Lei de Faraday, que trata da indução magnética, é definida igualando-se a tensão como:

Os transdutores eletromagnéticos usados para detectar o fluxo sanguíneo podem ser utilizados para medição, de forma invasiva, do fluxo durante procedimentos cirúrgicos cardiovasculares e possuem boa precisão em medições in vivo. Eles são embasados na lei da indução de Faraday, pois o sangue fluindo com velocidade u através de um campo magnético B induzirá uma diferença de potencial elétrico V, que será medida por eletrodos diametralmente opostos com distância d colocados na parte externa do vaso sanguíneo. Considerando essas informações, é correto afirmar que

Em 1831, Faraday determinou, basicamente, existem dois mecanismos de indução: um resultante do fluxo magnético variável no tempo, e outro devido ao movimento de um campo magnético. Partindo do primeiro caso, Faraday observou que ao se mover um condutor formando um laço fechado, ou seja, uma espira em curto-circuito, através de um campo magnético produzido por um imã, ou vice-versa, movendo-se o imã, enquanto a espira permanece estacionária, flui uma corrente pelo condutor. Afirma-se que esse é o princípio de funcionamento:

A Lei de Coulomb, formulada em 1785 por Charles Augustin de Coulomb, descreve a iteração entre duas cargas pontuais, definindo a força que uma carga pontual exerce sobre outra carga pontual. Sobre a Lei de Coulomb, analise as afirmativas abaixo.

I. A força entre duas cargas pontuais (Q₁) e (Q₂) é inversamente proporcional ao produto das cargas Q₁Q₂.

II. A força entre duas cargas pontuais (Q₁) e (Q2) é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas.

III. Se houver mais de duas cargas pontuais, pode-se aplicar o princípio da superposição para se determinar a força (F) sobre uma determinada carga.

Assinale a alternativa correta.

A Lei de Faraday não conseguiu determinar com clareza como ocorre a variação de sentido da corrente induzida. A partir da observação de que o sentido da corrente induzida é tal que o campo produzido por ela se opõe à variação do fluxo magnético que a produziu, foi enumerada uma nova lei, que permitiu determinar o sentido da corrente elétrica. Assinale a alternativa que identifique corretamente essa lei.

Assinale a alternativa correta acerca das equações de Maxwell.

Qual é o fluxo elétrico total que atravessa a superfície fechada S, que contém uma distribuição de cargas sob a forma de um disco de RAIO 16m, com densidade ρs = (sen²ø)/4r (C/m²)?

Transformadores são exemplos de aplicação prática da Lei de Faraday, que diz que a força eletromotriz induzida em um circuito fechado é igual ao negativo da variação do fluxo magnético com o tempo em uma área delimitada pelo circuito.

O valor da densidade de fluxo magnético B a uma distância R de um condutor reto, fino e de comprimento infinito com uma corrente I, se encontrando o condutor no vácuo onde a permeabilidade magnética é dada por µo, esse valor é calculado pela expressão dada na alternativa:

Duas esferas iguais, eletricamente carregadas com +140 mC e -154 mC, e separadas de uma distância fixa d se atraem com uma força de intensidade 6,6 mN (d é suficientemente grande para que os raios das esferas possam ser desconsiderados). Em seguida, mantidas nas mesmas posições, as duas esferas são colocadas eletricamente em contato até que as cargas se redistribuam (o condutor usado é suficientemente fino para que se despreze a carga distribuída sobre ele). Depois de removido esse condutor, a força de interação entre as duas esferas passa a ser de:

Obs.: O valor de K₀ pode ser considerado como 9.10⁹ N.m²C^-2.

No eletromagnetismo, a lei de Ampére, lei de Faraday, e as leis de Gauss foram agrupadas em formas integral e diferencial e designadas por equações de Maxwell. Considerando E o campo elétrico, B o campo magnético, t o tempo e c é a velocidade da luz. A forma diferencial da equação de Maxwell obtida da lei de Faraday é:

Um núcleo toroidal como o mostrado na figura a seguir é constituído de material de permeabilidade magnética é igual a 8 x 10^-3 H/m. O núcleo tem a seção reta circular de área 100 cm² e comprimento médio do caminho magnético L é igual a 1m. O toróide foi bobinado com 500 espiras e quando ligado a uma fonte circula na bobina uma corrente de 10 mA. O valor médio da densidade de fluxo magnético no núcleo do toróide é:

O resistor é um componente elétrico passivo que tem a função primária de limitar o fluxo da corrente elétrica em um circuito. Sobre isso, analise outras considerações que se seguem e escolha a alternativa que contempla a(s) correta(s):

As equações de Maxwell unificam quatro leis do eletromagnetismo. Qual dessas equações estabelece que as linhas de campo magnético são contínuas, não havendo polo sul ou polo norte magnético isolado?