P3 de Física 3 - FIS1051 da PUCRIO - 2013.2

Uma espira quadrada de lado gira no sentido horário com velocidade angular em torno do eixo (que contém seu centro), numa região do espaço onde existe um campo magnético:

Onde .

A figura abaixo mostra uma vista superior da espira em rotação com velocidade . Observe que no instante a espira está contida no plano .

Num certo instante de o vetor de área faz um ângulo com o eixo .

Calcule o fluxo magnético na espira quando .

Sabendo que a espira tem uma resistência elétrica de , calcule o valor da corrente induzida na espira no instante .

Suponha agora que o campo magnético comece a variar no tempo, de forma que:

Onde é igual à velocidade angular de rotação da espira.

Nestas condições. Calcule a frequência angular da corrente induzida.

[Sugestão: use a identidade trigonométrica ].

Considere o circuito mostrado na figura abaixo, onde o capacitor está inicialmente descarregado. Considere , , , e dados.

Fase I: A chave é comutada para a posição (). Nestas condições:

Escreva a expressão da corrente no circuito em função do tempo .

Após um tempo muito longo, determine as tensões sobre , e .

Fase II: A chave é comutada para a posição ().

Temos agora um circuito RLC em série onde a corrente pode ser aproximadamenre dada pela seguinte expressão: . determine os três parâmetros desta expressão: , e em função dos dados do problema (, , , e ).

Após um tempo muito longo calcule a energia total dissipada em .

Seja o circuito RLC em série mostrado na figura.

Considerando uma situação geral, com e qualquer, marque verdadeiro ou falso nas seguintes afirmações abaixo:

( ) A energia armazenada no circuito oscila entre e .

( ) A fonte não fornece potência ao circuito: a potência dissipada em é compensada pela variação da energia armazenada em e .

( ) A potência só é dissipada em .

( ) A corrente que passa no indutor está adiantada de e relação à d.d.p no mesmo indutor ().

( ) A tensão no capacitor está adiantada de em relação à tensão no resistor .

No caso das afirmações falsas explique, justificando, o porquê da sua afirmação.

Num dado instante de tempo, o diagrama de fasores do circuito é o seguinte:

Utilizando apenas as informações do diagrama, calcule a tensão no resistor, .

Para que o circuito entre em ressonância, devemos aumentar ou diminuir a frequência do gerador?

Existe outro método (sem modificar ) que permita atingir a ressonância do circuito? Qual?