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Lista de eletromag 2, Exercícios de Eletromagnetismo

Equações de maxuel com o professor Renan

Tipologia: Exercícios

2023

Compartilhado em 12/07/2023

gabriel-henrique-constantino-da-sil
gabriel-henrique-constantino-da-sil 🇧🇷

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Universidade de Pernambuco
Escola Politécnica de Pernambuco
Disciplina: Eletromagnetismo 2
Lista de exercícios
1) Um disco circular de metal, cujo raio é igual a
metros, gira no sentido anti-horário
com frequência angular constante de 𝜔 rad/s. Ele está imerso em um campo magnético
constante 𝐻
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= 𝐻0𝑎 𝑧 A/m, o qual é paralelo ao eixo de rotação. Contatos deslizantes
estão localizados no eixo de rotação e na borda do disco conforme a figura a seguir.
Determine o valor da tensão medida no voltímetro ideal.
2) Uma bobina circular condutora de raio 𝑏 metros possui 𝑁 espiras e está localizada no
plano 𝑥𝑦 e centrada na origem. Essa bobina sofre a ação de um campo magnético cuja
densidade de fluxo é dada por 𝐵
󰇍
= 𝐵0𝜌sen𝜔𝑡𝑎 𝑧 Wb/m2, em que 𝜔 é a frequência
angular em rad/s. Calcule a tensão induzida na bobina.
3) Uma barra condutora desliza com velocidade constante 𝑢
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= 𝑢𝑎 𝑥 sobre um par de
trilhos condutores. Esses estão separados por uma distância . O sistema está em um
campo magnético uniforme 𝐵
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= 𝐵0𝑎 𝑧. Determine o valor de 𝑉0 (tensão induzida sobre
o resistor).
4) Os campos 𝐸
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e 𝐻
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em um meio dielétrico (𝜀 = 9𝜀0, 𝜇 = 𝜇0,𝜎 = 0) são dados por
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=10cos(𝜔𝑡 +𝜋𝑦)𝑎 𝑥 𝑉/𝑚
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=10
𝜂cos(𝜔𝑡 +𝜋𝑦)𝑎 𝑧 𝐴/𝑚 .
Use as equações de Maxwell para determinar 𝜔 e 𝜂.
5) Utilizando as equações de Maxwell e a equação de continuidade de corrente
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= 𝜕𝜌𝑣
𝜕𝑡 ), prove que a densidade de corrente de deslocamento é
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Universidade de Pernambuco Escola Politécnica de Pernambuco Disciplina: Eletromagnetismo 2

Lista de exercícios

1) Um disco circular de metal, cujo raio é igual a  metros, gira no sentido anti-horário

com frequência angular constante de 𝜔 rad/s. Ele está imerso em um campo magnético constante 𝐻⃗⃗ = 𝐻 0 𝑎𝑧 A/m, o qual é paralelo ao eixo de rotação. Contatos deslizantes estão localizados no eixo de rotação e na borda do disco conforme a figura a seguir. Determine o valor da tensão medida no voltímetro ideal.

  1. Uma bobina circular condutora de raio 𝑏 metros possui 𝑁 espiras e está localizada no plano 𝑥𝑦 e centrada na origem. Essa bobina sofre a ação de um campo magnético cuja densidade de fluxo é dada por 𝐵⃗ = 𝐵 0 𝜌 sen 𝜔𝑡 𝑎𝑧 Wb/m2, em que 𝜔 é a frequência angular em rad/s. Calcule a tensão induzida na bobina.

  2. Uma barra condutora desliza com velocidade constante 𝑢⃗ = 𝑢𝑎𝑥 sobre um par de trilhos condutores. Esses estão separados por uma distância ℎ. O sistema está em um campo magnético uniforme 𝐵⃗ = 𝐵 0 𝑎𝑧. Determine o valor de 𝑉 0 (tensão induzida sobre o resistor).

  3. Os campos 𝐸⃗ e 𝐻⃗⃗ em um meio dielétrico (𝜀 = 9𝜀 0 , 𝜇 = 𝜇 0 , 𝜎 = 0) são dados por

𝐸⃗ = 10 cos(𝜔𝑡 + 𝜋𝑦)𝑎𝑥 𝑉/𝑚 𝐻⃗⃗ =

cos(𝜔𝑡 + 𝜋𝑦)𝑎𝑧 𝐴/𝑚.

Use as equações de Maxwell para determinar 𝜔 e 𝜂.

  1. Utilizando as equações de Maxwell e a equação de continuidade de corrente

(∇⃗⃗ ∙ 𝐽 = − 𝜕𝜌 𝜕𝑡𝑣 ), prove que a densidade de corrente de deslocamento é

  1. Uma barra condutora está conectada a um par de trilhos através de conectores flexíveis, em um campo magnético 𝐵⃗ = 6 cos 10𝑡 𝑎𝑥 𝑚𝑊𝑏/𝑚^2. Se o eixo 𝑧 é a posição de equilíbrio da barra e sua velocidade é 2 cos 10𝑡 𝑎𝑦 𝑚/𝑠, determine a tensão induzida na barra.

  2. Mostre que se 𝐽 = 0 e 𝑄 = 0, as quatro equações de divergência (Leis de Gauss para campos elétricos e magnéticos nas formas diferenciais e integrais) podem ser obtidas sem a necessidade de utilizar a equação de continuidade.

  3. Um cilindro condutor com raio de 7 𝑐𝑚 e altura de 15 𝑐𝑚 gira a uma frequência de 600

rotações por minuto num campo radial 𝐵⃗ = 0,2𝑎𝜌 𝑇. Contatos deslizantes conectam as partes superior e inferior a um voltímetro. Calcule a tensão induzida.

  1. Uma haste condutora de comprimento 6,0 𝑐𝑚 possui uma extremidade fixa em uma origem aterrada, estando livre para girar no plano 𝑥𝑦. Considere que a haste gire a 60 revoluções por segundo em um campo magnético 𝐵⃗ = 100𝑎𝑧 𝑚𝑇. Calcule a tensão na extremidade da haste.

  2. A densidade de fluxo magnético cresce à uma taxa de 8 𝑊𝑏/𝑚^2 /𝑠 na direção positiva de 𝑧. Uma espira condutora quadrada com lado igual à 20 𝑐𝑚 está centrada na origem do plano 𝑥𝑦 e possui uma resistência distribuída de 5 Ω. Determine a magnitude, a direção e o sentido da corrente induzida na espira condutora.