P2 de Física 3 - FIS1051 da PUCRIO - 2014.2

Um fio cilíndrico de raio transporta uma corrente uniformemente distribuída por sua seção reta e com sentido saindo do papel.

Encontre os raios das espiras amperianas circulares centradas no eixo do fio para as quais o campo magnético gerado pelo fio é dado por:

Dois fios retilíneos muito longos transportam correntes paralelas ao longo da direção um deles transporta a corrente no sentido , e o outro transporta uma corrente . Na figura mostram-se o ponto , de coordenadas , e o campo magnético em devido somente ao fio .

A fim de que o campo resultante no ponto (devido a ambos os fios) possua direção , qual deve ser o sentido e quanto deve valer a corrente ?

Suponha que o campo resultante seja dado por: . Um terceiro fio retilíneo e muito longo transportando corrente no sentido é colocado passando por . Encontre, na unidade , o vetor força por unidade de comprimento que o terceiro fio sofre.

Um fio retilíneo de comprimento é percorrido por uma corrente como mostrado na figura ao lado (o sentido da corrente está indicado no desenho). O fio repousa sobre o eixo e suas extremidades estão nas coordenadas .

A partir da lei de Biot-Savart, encontre o vetor campo magnético no ponto mostrado na figura cuja coordenada é . (Considere

Partindo do resultado do item anterior, encontre o campo magnético para um fio muito longo .

Considere agora dois fios retilíneos muitos longos paralelos percorridos por correntes saindo e entrando no papel, respectivamente.

A partir do campo magnético encontrado no item , encontre o campo magnético resultante no ponto mostrado na figura.

No circuito abaixo os capacitores e estão inicialmente descarregados e ocorrem as seguintes fases sucessivas:

Fase 1: chave fechada e aberta durante longo tempo;

Fase 2: chave abertas e o meio de substituído por outro de constante dielétrica vezes menor;

Fase 3: chave aberta e fechada durante longo tempo.

Considerando , determine com justificativa:

A corrente elétrica em função do tempo em durante a fase .

A energia dissipada em na fase .

A energia fornecida pela bateria na fase .

A d.d.p. no final da fase .

A energia armazenada em na fase .

A d.d.p. no início e final da fase .

As cargas em no final da fase .