Apêndice de Correntes Elétricas no Meio Contínuo: Gabaritos Comentados com Resposta-Padrão, Provas de Engenharia Elétrica

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11 U2 - Correntes elétricas no meio contínuoU2 - Correntes elétricas no meio contínuo

APÊNDICE

UNIDADE 2

Eletromagnetismo

Apêndice

Gabaritos comentados com resposta-padrão

UNIDADE 2: Correntes elétricas no meio contínuo

Gabarito 1. Faça valer a pena - Seção 2.

1. Alternativa correta: A.

Resposta comentada: Apesar de a intensidade de corrente elétrica

ser representada em esquemas por uma seta com direção e sentido,

esta não se trata de uma grandeza vetorial. A intensidade de corrente

elétrica é uma grandeza escalar dada em Ampères, cujo símbolo é A.

Já a densidade de corrente é uma grandeza vetorial, dada em A m / 2.

2. Alternativa correta: D.

Resposta comentada: Para iniciar, considere a informação limite de

densidade de corrente no fio e limite de intensidade de corrente na

qual o fusível irá atuar. A partir disso, é possível determinar a área da

seção do fio utilizado.

J I

A

A I

J

= → = = 1 = × − cm 200

A seção de um fio tem formato cilíndrico, logo, é possível obter o raio

a partir da área obtida:

A = R → R = A^ = ×^ = × ⇒ R = ×

− (^) − − p p p

Finalmente, com o valor do raio, calcule o diâmetro:

3. Alternativa correta: B.

Resposta comentada: Primeiramente, é necessário calcular a corrente

elétrica e, para isso, utilize a equação da densidade de carga, que é

D = 2 R = 8 × 10 − 2 cm =0 8, mm

uma distância d=0.

Logo:

2 0 0

IR I

B

R R

μ μ

Aplicando os valores, tem-se:

B

I

R

= = ×^ × T

×

= ×

μ (^) π −^ − (^0) π (^7 ) 2

3. Alternativa correta: C.

Resposta comentada: A equação que determina o campo magnético

no interior de uma bobina de raio R , comprimento L e N espiras, sendo

percorrida por uma corrente I , é dada por:

0 2 2 12

B^ NI

L y

=^ μ

Esta equação pode ser manipulada de forma, para que seja obtida a

relação indicada:

0 2 2 12

B N

I L y

=^ μ

Assim, isolando N , a equação fica:

2 2 12

0

BL^^4 y

N

I μ

Substituindo os valores, tem-se:

N = ×

( +^ × ) ×

2 2 12 , (^7)

p

espiras.

Gabarito 3. Faça valer a pena - Seção 2.

1. Alternativa correta: D.

Resposta comentada: Na eletroestática, a Lei de Coulomb é precursora

da Lei de Gauss. No cálculo de campos elétricos, a Lei de Gauss,

quando aplicada considerando uma simetria adequada, contribui para

a simplificação dos cálculos que seriam mais complexos e elaborados

se utilizada a Lei de Coulomb. Já no estudo do magnetismo, pode-

se fazer um paralelo, pois a Lei de Biot-Savart é precursora da Lei de

Ampère, que permite calcular de forma mais simplificada os campos

magnéticos produzidos por correntes elétricas.

2. Alternativa correta: E.

Resposta comentada: Neste exercício, primeiramente, é necessário

realizar a aplicação da Lei de Ampère, de forma a se obter uma

equação para calcular o campo magnético produzido pela corrente

elétrica. A aplicação é feita de forma simples, como mostrado a seguir:

 B d^  I^ B^ r^ NI^ B^ NI T r C

∫ ⋅^ =^ μ^ →^ π^ =^ μ^ →^ = μ (^0 0) π

Em seguida, os valores são aplicados para obter o campo magnético:

B = ×^ ×^ ×^ × T

×

= ×

4 10 − 300 10 10 −^ −

p^7 3 p ,

3. Alternativa correta: B.

Resposta comentada: Neste exercício é necessário considerar a

circuitação da corrente elétrica em um condutor cilíndrico. Na figura

a seguir, tem-se a seção transversal de um cilindro de raio R , com

uma corrente total IT distribuída nesta seção circular. Ao definir um

caminho cujo circuitamento seja concêntrico ao eixo deste condutor,

tem-se uma região interna ao condutor ( r < R ) e outra externa ao

condutor ( r > R ).

Externamente, quando se aplica a Lei de Ampère, obtém-se um

campo magnético igual a quando a corrente elétrica está exatamente

R

Fonte: elaborada pelo autor.