Questões de Concurso sobre Lei de Faraday e Equações de Maxwell

Um ímã permanente cai verticalmente por ação de gravidade e atravessa totalmente uma bobina circular horizontal, conforme ilustrado na figura precedente. Nessa situação, a corrente induzida na bobina

Uma esfera isolante maciça de raio a tem uma carga uniformemente distribuída no seu volume. Concêntrica a ela, está uma casca condutora cujos raios interno e externo são, respectivamente, b e c, conforme mostrado na Figura a seguir.

Sabendo-se que o campo elétrico tem os seguintes valores: $\overrightarrow{E}=-\frac{4kQ}{r^2}$$\hat{r}$ para a < r < b e $\overrightarrow{E}=\overrightarrow{0}$ para r > c, qual é a carga total sobre a esfera isolante?

No século XIX, imaginava-se que o espaço nas vizinhanças de um corpo eletricamente carregado era ocupado por linhas de força. Embora não se acredite mais na existência dessas linhas, hoje conhecidas como linhas de campo elétrico, elas são uma boa maneira de visualizar os campos elétricos.

Uma espira retangular de lados a e b está sujeita a um campo magnético não uniforme, cujo módulo é dado por B = $\frac{5{\mu }_0}{2\text{ri}r}$, onde r é a distância entre a espira e o eixo de referência X, conforme a Figura abaixo:

O fluxo magnético sobre a espira é dado por:

Nas equações de Maxwell do campo eletromagnético, o valor da energia representada pelo vetor de Poynting é o resultado do produto vetorial do campo elétrico pelo campo magnético. Com relação ao assunto, numere a coluna da direita de acordo com sua correspondência com a coluna da esquerda.

1. Redes de telecomunicações.

2. Antenas de telecomunicações.

( ) Transmissão TE.

( ) Fluxo de energia (vetor) coincidente com a direção de propagação.

( ) Transmissão TEM.

( ) Vetor de Poynting perpendicular à direção de propagação.

( ) Transmissão TM.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Sobre as equações de Maxwell, assinale a alternativa correta.

Sobre as equações de Maxwell, marque V para verdadeiro ou F para falso e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.

( ) São um grupo de quatro equações, assim chamadas em honra de James Clerk Maxwell, que descrevem o comportamento dos campos elétrico e magnético, bem como suas interações com a matéria.

( ) As quatro equações de Maxwell expressam, respectivamente, como cargas elétricas produzem campos elétricos (Lei de Ampère), a ausência experimental de cargas magnéticas, como corrente elétrica produz campo magnético (Lei de Gauss) e como variações de campo magnético produzem campos elétricos (Lei da indução de Faraday).

( ) Maxwell, em 1864, foi o primeiro a colocar todas as quatro equações juntas e a perceber que era necessária uma correção na lei de Gauss: alterações no campo elétrico atuam como correntes elétricas, produzindo campos magnéticos.

Abaixo estão ilustrados três mecanismos, cada um constituído por uma barra móvel e um bloco fixo com o formato da letra C. As dimensões físicas dos componentes estão indicadas nas Figuras. Todos os blocos e barras apresentam a mesma espessura, e em todos os mecanismos a barra móvel e o bloco foram construídos com o mesmo material, cuja permeabilidade magnética é muito maior que a do ar.

Nas condições ilustradas acima, ao passar corrente elétrica pelo enrolamento do bloco, a barra móvel será atraída por uma força. Chamando de F₁, F₂ e F₃ as intensidades de tais forças nos mecanismos M₁, M₂ e M₃, respectivamente, tem-se que

De acordo com a ABNT NBR 5419, no que se refere aos Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA), no projeto de captores, são considerados o modelo eletrogeométrico, o método Franklin e o

Uma bobina quadrada de 2 cm de lado é composta por 100 espiras, possui uma resistência elétrica de 10$\Omega$ e está posicionada perpendicularmente a um campo magnético uniforme de 1,0 T. Ela é retirada, em um movimento perpendicular ao campo magnético, para uma região em que não há campo magnético.

A bobina demora 0,1 s para sair completamente desse campo magnético.

A corrente elétrica induzida nessa bobina é igual a

Na transmissão de energia que utiliza cabos de cobre cilíndricos e com seção reta uniforme, a energia dissipada é diretamente proporcional ao diâmetro do cabo.

Um dispositivo é montado com dois fios condutores retos, paralelos e separados entre si por uma pequena distância, constante ao longo de todo o seu comprimento. Cada fio é percorrido por uma corrente elétrica constante, de mesma intensidade e mesmo sentido. Nessas condições, os fios condutores estarão submetidos a forças

Um bastão de baquelite eletricamente carregado com carga +q é aproximado, evitando-se o contato, de uma esfera de material isolante fixada em uma base também de material isolante.

Assinale a alternativa que descreve o que é necessário para que a esfera resulte eletrizada e nomeia este processo de eletrização?

Dados e informações técnicas:

• O potencial elétrico em função do raio r (a ≤ r ≤ b) é obtido pela seguinte expressão: V(r) = A ln(r)+B, onde A e B são constantes a serem determinadas.

• O vetor campo elétrico entre os dois condutores é dado por $\overrightarrow{E}$(r) = -a_r $\frac{dV\left(r\right)}{dr}$, onde a_r é o vetor unitário na direção do raio.

• o condutor externo está aterrado.

Considere um cabo coaxial infinitamente longo, cuja seção reta está mostrada na figura acima. O raio do condutor interno mede a (m) e o raio do condutor externo mede b (m). Se o dielétrico que separa os dois condutores tem rigidez dielétrica de E_o (V/m), então a expressão que representa a diferença de potencial máxima (V_mx), dada em V, a ser aplicada entre os dois condutores, é

A Lei de Faraday é uma das principais equações utilizadas na conversão eletromecânica de energia. De acordo com essa lei,

Vista lateral

A figura acima mostra a vista lateral de uma espira circular de raio a (m) que gira sobre seu diâmetro com velocidade angular de w (rad/s) na presença de um campo magnético constante B_o (T) normal ao eixo de rotação da espira. Considere que essa espira possui resistência de R (Ω), auto-indutância de L (H) e que o ângulo φ é dado por φ = ${\tan }^{-1}\left(\frac{wL}{R}\right)$.

A expressão da corrente instantânea i(t) induzida na espira, dada em ampères, é