Baixe Apêndice de Correntes Elétricas no Meio Contínuo: Gabaritos Comentados com Resposta-Padrão e outras Provas em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! U2 - Correntes elétricas no meio contínuo1 APÊNDICE UNIDADE 2 Eletromagnetismo U2 - Correntes elétricas no meio contínuo2 Apêndice Gabaritos comentados com resposta-padrão UNIDADE 2: Correntes elétricas no meio contínuo Gabarito 1. Faça valer a pena - Seção 2.1 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 Am/ 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 cm= → = = = × −1 200 5 10 3 2 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 2 2 3 3 25 10 16 10 4 10, 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 R cm mm= = × =−2 8 10 0 82 , U2 - Correntes elétricas no meio contínuo5 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 rT C ⋅ = → = → =∫ µ π µ µ π0 0 02 2 Em seguida, os valores são aplicados para obter o campo magnético: B T= × × × × × = × − − −4 10 300 10 10 2 0 025 2 4 10 7 3 5p 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. U2 - Correntes elétricas no meio contínuo6 no centro da circunferência, ou seja: B d I B r I B I rT C T T⋅ = → = → =∫ µ π µ µ π0 0 02 2 Aplicando a Lei de Ampère na parte interna do condutor, quando r<R, tem-se que a corrente envolvida não é igual a IT , mas apenas uma porção dela, dada por J Area´ : J I R T= p 2 Area r= p 2 Logo, a Lei de Ampère pode ser escrita da seguinte forma: 2 0 0 0 2 22 2 TT Parcial C IIB d I B r r B r R R µ µ π µ π π π ⋅ = → = → =∫ Assim, até r = R, o comportamento do campo magnético é igual a µ π 0 22 I R rT , ou seja uma reta, e posteriormente decresce de acordo com o aumento de r, sendo B I r T= µ π 0 2 . O esboço 2 representa esta situação.
