ATIVIDADE A4 - ELETROMAGNETISMO

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ELETROMAGNETISMO - ATIVIDADE A4 - UNIRITTER
Os núcleos toroidais, de diferentes tipos de seção transversal, são utilizados para fazer
indutores e até mesmo transformadores elétricos. Dessa forma, compreender como calcular
a indutância e entender como estabelecem as diversas possíveis relações eletromagnéticas
é fundamental. Assim, considere o núcleo toroidal da imagem a seguir, de seção transversal
circular, de raio r:
Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 161.
Analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I) A indutância, nesse caso, será dada pela relação
Porque
II) A densidade de fluxo magnético média é zero.
Assinale a alternativa correta:
Diversos tipos de situações práticas podem ser modelados a partir de uma bobina simples,
circular, composta por N espiras. Nessa bobina, é possível estabelecer um dado fluxo
magnético, variável no tempo, que percorre cada uma das espiras e gera, como podemos
perceber pela Lei de Faraday, uma tensão induzida nos terminais dessa bobina:
Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 160.
A respeito desse circuito, é correto afirmar que:
Sabe-se, na prática, que várias situações podem ser compreendidas e analisadas pelas
relações de Maxwell, considerando as conformidades com as demais leis e relações
eletromagnéticas e a capacidade de síntese das equações propostas. Assim, lembre-se de
que existem as formas sintéticas do tipo pontuais, que se baseiam na definição pela
derivada e nas relações a partir de formas genéricas de leis, como a Lei de Ampère,
permitindo obter a forma integral.
Considerando essas informações e seu conhecimento a respeito das equações de Maxwell,
analise as afirmativas a seguir e julgue se são verdadeiras (V) ou falsas (F).
I) Considerando que a força eletromotriz é dada por , é possível obter
, uma das equações de Maxwell.
II) Aplicando-se o teorema de Stokes no cálculo da corrente induzida, é possível obter
.
III) Considerando que é válido quando há fonte de circulação de campo
magnético, é possível analisar a corrente.
IV) Podemos utilizar a relação para analisar o movimento de cargas livres,
gerando corrente.
A sequência correta é:
Como você pode imaginar ou já viu, um campo magnético (de intensidade H e também
expresso em função da densidade do fluxo magnético, B) pode promover o armazenamento
de energia magnética (por um indutor, por exemplo). Dessa forma, considerando mais
especificamente as relações magnéticas desse importante elemento, sabe-se que a própria
indutância apresentada por ele pode ser dada em função da energia magnética
apresentada.
Então, como podemos calcular a indutância a partir da energia, de forma geral, para
qualquer tipo de indutor?
Como você sabe, muitas análises acerca dos efeitos magnéticos e eletromagnéticos podem
ser feitas a partir das situações práticas; isso inclui, independentemente da análise,
aproximar essas situações a outras mais simples, por exemplo. Dessa forma, suponha que
um dado sistema real é aproximado como mostra a figura a seguir, para o qual deseja-se
calcular o fluxo que atravessa a porção do plano dado por , sendo ainda que
e e que há uma corrente de 2,5 A ao longo do eixo z.
Fonte: Adaptada de Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 134.
Considerando essas informações, é correto afirmar que:
Leia o excerto a seguir:
“Cada espira do condutor ou circuito tem alguma indutância (autoindutância), geralmente
como um efeito colateral indesejável, o que muitas vezes pode ser desprezado. Em
aplicações práticas, no entanto, com frequência concebemos e usamos condutores que são
arranjados e formatados (como um fio condutor em forma de bobina) e às vezes enrolados
em núcleos magnéticos, para suprimir uma quantidade (grande) de indutância.” (NOTAROS,
2012, p. 225-226)
NOTAROS, B. Eletromagnetismo. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012.
Assim, com base no exposto e em seu conhecimento acerca da autoindutância e dos
indutores, analise as afirmativas a seguir.
I) O indutor, diferentemente do capacitor, dispersa a energia magnética.
II) O dispositivo descrito é chamado de indutor.
III) A tensão no indutor é a mesma em módulo da induzida.
IV) A tensão induzida pode ser dada pela derivada da tensão no indutor.
Estão corretas as afirmações:
A indutância mútua é estabelecida, basicamente, devido ao acoplamento de bobinas
distintas ou iguais. É de fundamental importância então compreendermos essas relações,
bem como possíveis propriedades, uma vez que muitos equipamentos utilizam esse
acoplamento como base de seu funcionamento, como é o caso dos transformadores
elétricos. Trata-se, basicamente, de uma relação de influência, que dependerá também dos
materiais envolvidos.
Com base no exposto acerca do cálculo da indutância mútua e de suas propriedades, é
correto afirmar que:
Situações práticas (um sistema de transmissão ou de distribuição, por exemplo),
especificamente com relação à disposição dos condutores e efeitos aos quais estes estão
sujeitos, como a indutância, podem ser representados por fios condutores finos. Eles devem
ter um raio considerável, a uma dada distância, tal como é apresentado no desenho a
seguir, no qual cada condutor possui um dado raio a há a uma distância d entre eles:
Fonte: Edminister e Nahvi-Dekhordi, 2013, p. 162.
Agora, julgue os itens a seguir em verdadeiros (V) ou falsos (F).
I) Sendo o comprimento de base 5 m, o raio 1 mm e a distância 5 m, a indutância é 0,17
mH/m.
II) A razão indutância em função do comprimento é d >> a: .
III) Para l = 5 m, a = 1 mm e d = 5 m, a indutância será correspondente a aproximadamente
170 H/m.
IV) A relação entre indutância (L) em função do comprimento ( ) é dada por .
A sequência correta é:
Leia o excerto a seguir:
“Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865), físico russo, foi professor de física na
Universidade de São Petersburgo. Ele foi um dos três grandes cientistas, junto com Faraday
(1791-1867) e Henry (1797-1878), que, independentemente de cada um deles, pesquisou a
indução eletromagnética ao mesmo tempo em três lugares remotos do globo. Lenz nasceu
e foi educado em Dorpat (agora Tartu), a Estônia, então parte do Império Russo.”
(NOTAROS, 2012, p. 197)
NOTAROS, B. Eletromagnetismo. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012.
Com base nas descobertas de Lenz, analise as opções e assinale a alternativa correta.
Sabe-se então que, conforme a natureza magnética, é possível agrupar os diferentes
materiais puros e algumas ligas mais comuns em algumas classes distintas, como os
diamagnéticos, paramagnéticos, superparamagnéticos, ferromagnéticos, ferrimagnéticos e
antiferromagnéticos, basicamente. Os superparamagnéticos, por sua vez, possuem uma
matriz não magnética; um exemplo prático é a fita de gravação.
Analise as classes apresentadas e correlacione com a possível característica correta.
I) Paramagnético
II) Diamagnético
III) Ferromagnético
IV) Antiferromagnético
( ) Possui densidade de fluxo aproximadamente igual à densidade aplicada.
( ) É caracterizado pela formação de domínios.
( ) Um exemplo de material deste grupo é o tungstênio.
( ) Possui momentos magnéticos opostos.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: