Centro Universitário de Patos de MinasEngenharia Civil – 4º Período – 2015/2Atividade de Prática Supervisionada 3 – Física 3

Prof. Geraldo M. C. Batista

Campo Magnético, Força Magnética sobre Partículas Carregadas, Fonte de Campo Magnético (Condutor Retilíneo, Bobina Circular, Solenoide), Força Magnética sobre Condutores de Corrente, Fluxo Magnético, Lei de Faraday-Lenz, Transformadores.

Instrução Você deve resolver os exercícios, escanear e postar até a data da APS em questão.

1 – Um elétron se desloca numa região de campo magnético com velocidade dada por v = 10 6(3x – 4y + 5z) m/s. Sabendo-se que o vetor campo magnético é dado por B = (0,2x + 0,1y – 0,4z) tesla, calcule o valor do módulo da força magnética sobre o elétron.

2 – O gráfico mostra a dependência temporal de um campo magnético B que atravessa uma bobina de área 20 cm2 com 600 espiras. A resistência equivalente da espira é de 5 Ω. Determine:a) O fluxo magnético como função do tempo;b) O módulo da fem induzida na bobina no instante t = 3,0 s;c) O módulo da corrente elétrica induzida na bobina no instante t = 5,0 s

3 – Uma bobina retangular com 800 espiras encontra-se numa região de campo magnético variável cujo fluxo magnético varia com o tempo segundo a função = 0,2cos(10t - /2) (SI). Sabendo-se que a resistência equivalente da bobina é de 4 Ω, pede-se determinar:a) o valor da fem máxima induzida na bobina. b) o valor da corrente elétrica máxima induzida na bobina.

4 – Uma bobina circular com área de 2 cm2 e resistência elétrica de 6 Ω, com 500 espiras, encontra se numa região de campo magnético que varia com o tempo segundo o gráfico ao lado. Calcule em cada intervalo de tempo:a) O módulo da fem induzida na bobina.

b) O módulo da corrente elétrica induzida na bobina.5 – A figura mostra parte de um circuito elétrico que está imerso numa região de campo magnético uniforme, perpendicular ao plano da figura. O fio AB tem densidade linear igual a 1,8 g/cm, podendo deslizar sem atrito sobre os dois fios metálicos verticais. A corrente elétrica no circuito é igual a 0,10 A. Qual deve ser a intensidade do campo magnético, para manter o fio AB em equilíbrio, sob a ação das forças gravitacional e magnética?

6 – Quando a chave C está fechada, o circuito da figura a seguir é percorrido por uma corrente elétrica, observando-se no ponto P um campo magnético de módulo 0,6 T. (Considere que o campo magnético terrestre pode ser desprezado.) Supondo que os dois resistores do circuito sejam substituídos por dois outros, cada um com resistência R/2, calcule o módulo do campo magnético observado no ponto P.

7– Vivemos num mundo em que a eletricidade faz parte da nossa experiência diária. Um dispositivo utilizado para obtenção da energia elétrica é o alternador. Em sua forma mais simples um alternador consiste numa espira em forma de retângulo que fica imersa num campo magnético, girando em torno de um eixo perpendicular às linhas desse campo. Na situação da figura, considere uma espira retangular de lados 10 cm e 20 cm e resistência equivalente de 5 Ω, girando numa velocidade angular de 30 rad/s e imersa num campo uniforme de 0,4 T.

Determine:a) O fluxo magnético como função do tempoa) O módulo da força eletromotriz máxima induzida no circuito; b) O módulo da corrente elétrica induzida máxima induzida no circuito.

8 – Num transformador de perdas de energia desprezíveis, o quociente entre o valor da corrente no primário e o valor da corrente no secundário é igual a 4,5. a) O transformador é um elevador ou um abaixador de tensão. Justifique sua resposta.

b) Calcule a razão entre a potência no secundário e a potência no primário.9 – A tensão elétrica fornecida pelas empresas energéticas em alguns estados do Brasil é 220V, porém muitos aparelhos domésticos trabalham com tensões bem inferiores e já possuem transformadores integrados. Supondo que um aparelho funcione com tensão elétrica de 20V e possua um transformador integrado com 1500 espiras no enrolamento primário. Quantas espiras são necessárias no enrolamento secundário para que a tensão não supere os 20V?

10 – Num transformador real cuja perda é de 15 %, o quociente entre o número de espiras no secundário e o número de espiras no primário é igual a 8. Sabendo-se que tensão e a corrente elétrica de entrada (primário) valem respectivamente 100 V e 1,8 A, calcule: a) a tensão de saída (secundário)b) a potência de saída.