P4 - Fisica 2 - Gilberto- 2014-1

O1) 2.5 pts.1 Assinale a alternativa correta.\n1) Em um certo instante a corrente e a força eletromotriz auto-induzida em um indutor tem os sentidos indicados na figura. A.f.e.m. auto induzida é de 5V, e o módulo da variação da corrente é 1 A/s. Podemos afirmar que a corrente indutor é:\n\nA) está diminuindo - 5 H.\nB) está aumentando - 0,2 H.\nC) está diminuindo - 0,2 H.\nD) é constante - 0,3 H.\nE) está aumentando - 5 H.\n\n2) Um capacitor com capacitância C e um resistor com resistência elétrica R estão ligados em série com uma f.e.m. U. Uma chave no circuito é fechada em t = 0, quando o carga no resistor é zero. Logo tempo depois que a chave é fechada as diferenças de potencial do resistor e no capacitor são, respectivamente.\n\nA) e e. B) e o. C) C/2 e e/2. D) L/R e E/R. E) R/L e L/e.\n\n3) Considere dois circuitos distintos em corrente alternada: um puramente capacitivo (1) e outro puramente indutivo (2). Sendo T o período de oscilação dos circuitos, podemos afirmar que relação é feita apropriada,\n\nA) em (1) a corrente elétrica está T/4 adiantada e em (2) T/4 atrasada. \nB) em (1) a corrente elétrica está T/2 adiantada e em (2) T/2 atrasada.\nC) em (1) a corrente elétrica está T/4 adiantada e em (2) T/4 atrasada.\nD) em (1) a corrente elétrica está T/2 atrasada e em (2) T/2 adiantada.\nE) em (1) a corrente elétrica está T/4 adiantada e em (2) T/2 atrasada.\n\n4) A irreversibilidade do movimento das paredes dos domínios magnéticos de um material ferromagnético submetido a um campo magnético externo origina\n\nA) o ferromagnetismo. B) a histerese. C) o diamagnetismo. D) o paramagnetismo. E) a lei de Gauss para o magnetismo.\n\n5) Os átomos dos materiais diamagnéticos ____ momento de dipolo permanente. Na presença de um campo magnético externo, B_ext, o momento de dipolo atômico resultante está orientado ao B_ext. Se este B_ext ____ o material diamagnético é\n\nEscolha a opção abaixo que completa corretamente as lacunas acima.\nA) possuem - paralelamente - uniforme - repelido\nB) não possuem - anti-paralelamente - uniforme - atraído\nC) possuem - paralelamente - não-uniforme - repelido\nD) não possuem - anti-paralelamente - não-uniforme - repelido\nE) possuem - anti-paralelamente - não-uniforme - atraído FÍSICA GERAL - ELETROMAGNETISMO (FIS01182) - Turma C/CC\n* Verificação (09/07/2014)\n\nQ2) Uma bobina com uma indutância de 20 H e uma resistência de 100 ? são ligadas bruscamente a uma fonte ideal com E = 100 V. Dois décimos de segundo após ser feita a ligação, determine:\n\n(a) [0.5 pts.] a taxa com a qual a energia está sendo armazenada no campo magnético da bobina;\n(b) [0.5 pts.] a potência dissipada no resistor;\n(c) [0.5 pts.] a potência fornecida pelas fontes;\n(d) [0.5 pts.] a d.d.p no indutor.\n\n(a) Para determinar a taxa, precisamos denotar a seguinte equação: U_L = L di/dt => L = E_f. U_L = E_f = 100 V.\nPara encontrar di vamos aplicar a lei dos nós:\n\n100 - iR - L(di/dt) = 0 => 100 - 100(0.63) - 20(0.03) = 63 V.\n\n(b) P_R = i^2 R -> P_R = (0.63)^2.100 -> P_R = 63 W.\n\n(d) E_L = -L di/dt -> E_L = 20(0.03) = 37 V.\n\nPodemos comprovar isso aplicando a lei das malhas:\nE_circuito = E_resistiva + E_L => 100 = 63 + 37 => 100 = 100. Q3) Em um circuito LC oscilante é formado por um capacitor de capacitância C = 5 μF e um indutor de indutância L = 10 H. Supondo que em t = 0 s a carga do capacitor é máxima e igual a 5 μC, determine:\n(a) [1.0 pts.] o instante de tempo em que a energia no capacitor será um quarto da energia máxima;\n(b) [0.5 pts.] a carga no capacitor e a corrente no circuito neste instante de tempo?\n(c) [0.5 pts.] a corrente máxima no circuito?\n\n(a) Q = Q_max/2 C = Q_max/(2C), U = 5.10^-6 C; t = 0.25 Q = [0.25](5.10^-6 C/2) = 0.25 (2.5 10^-6 C) = 0.625 C = 1.047.4/1421;\n\n(b) A carga será 2.5 μC => A corrente será: i = Q_0 sin(ωt) = [0.625(2.9.10^4)] = 0.35 mA;\n\n(c) I_max = Q.W => I_max = (5.10^-6).324; I_max = 0.70 mA.\n\nProva para mostrar que a corrente em t = t/5 é 1/A_unic. Q4) [3,0 pts] Um circuito RLC série está operando com corrente máxima (fator de potência igual a 1), e a amplitude da fem da fonte é 10V (valor RMS). [0,5 pts] Seja a resistência do resistor R = 3Ω, a capacitância do capacitor C = 10μF, e a indutância do indutor L = 4H, qual a frequência em Hertz que a fonte está operando? Considere agora que a frequência da fonte foi ajustada para 120 Hz. Determine: a) [1,0 pts] a amplitude (valores RMS) das d.d.p.s nos componentes (resistor, capacitor e indutor) e a amplitude RMS da corrente neste caso; b) [1,0 pts] o fator de potência? c) [0,5 pts] Faça um diagrama de fasores representando as d.d.p.s dos componente, a corrente, e a amplitude da fem da fonte e a constante de fase.\n\nZ = R + j(ωL - 1/ωC)\n\nV_R = I_R * R = 2,4 * 10^3 * 3 = 7,2 V\n\nc) cos(φ) = R / Z\ncos(φ) = 0,1 / 2\n\n0,3\n\nZ = √[R^2 + (X_L - X_C)^2]\nX_L = 754,2\t X_C = 3Ω\nZ = 745,2Ω\n\nPara verificar, mantenho o triângulo retângulo:\nE^2 = (7.1)^2 + (6.9)^2\n\nE = 93,5\nE = 3,37\nOu seja, 120 / 9,37