P4 de Física 3 - FIS1051 da PUCRIO - 2014.1

A figura abaixo representa a seção transversal de uma casca cilíndrica muito longa, com raio interno e raio externo . No interior desta casca cilíndrica, existe uma corrente axial . A derivada da corrente elétrica com respeito ao raio é dada pela função .

Calcule a intensidade do campo magnético em função do raio quando .

Calcule a expressão da corrente elétrica em função de .

Calcule a expressão da intensidade do campo magnético em função do raio quando .

A barra de comprimento e resistência está apoiada sobre o trilho fixo, indeformável e de resistência desprezível, conforme mostra a Figura. Os lados e são muito longos. O fio muito longo e retilíneo alinhado com o eixo conduz a corrente constante . Um agente externo exerce uma força de módulo sobre a barra, que a afasta do fio com velocidade constante no sentido positivo do eixo , de modo que .

Determine o vetor campo magnético gerado pelo fio muito longo em um ponto arbitrário do semipleno .

Calcule o fluxo magnético através da espira em função dos dados fornecidos.

Calcule a corrente induzida na espira em função dos dados fornecidos e, justificando, indique seu sentido (horário ou anti-horário).

Uma carga positiva é distribuída uniformemente pelo volume de cada uma de duas esferas isolantes de raio . Como mostra a figura, uma das esferas está centrada na origem e a outra está centrada em .

Encontre o vetor campo elétrico resultante devido a essas esferas nos seguintes pontos:

de coordenadas ;

de coordenadas ;

de coordenadas ;

No circuito da figura abaixo, considere as seguintes fases:

Fase 1: e fechadas e aberta por um longo tempo.

Determine a corrente no indutor no início e no final da Fase 1.

Calcule a energia final armazenada no indutor .

Fase 2: e abertas e fechada durante logo tempo.

Fase 3: e abertas e é fechada.

Determine a frequência angular da fonte para que a corrente na malha tenha a maior amplitude possível.

Se , faça o diagrama dos fasores da malha e calcule o ângulo de fase entre e .

Determine a potência média fornecida pela fonte e a potência média dissipada em .

Dados: , , , , e