3º EE de Física 3 da UFPE - 2018.1

O arranjo ilustrado na figura abaixo é composto por seis fios retilíneos finitos de comprimento . A corrente elétrica que circula em tal arranjo é . Usando a lei de Biot-Savart, calcule:

1. O módulo do campo magnético no ponto devido ao fio localizado ao longo do segmento .
2. O módulo do campo magnético no ponto devido aos fios localizados ao longo do segmento .
3. O módulo, direção e sentido do campo magnético total no ponto .

A figura abaixo ilustra um fio retilíneo infinito percorrido por uma corrente elétrica . Uma barra condutora móvel, de comprimento , move-se para a esquerda com velocidade constante  entre dois trilhos horizontais. Os trilhos são paralelos entre si e também paralelos ao fio infinito. A extremidade direita dos trilhos é conectada a uma barra condutora vertical fixa, de tal forma que o conjunto (ou seja, os trilhos e a barra fixa) forma uma espira retangular condutora . O trilho superior encontra-se a uma distância do fio infinito.

1. Usando a lei de Ampère, calcule o módulo do campo magnético gerado pelo infinito a uma distância arbitrária do mesmo.
2. Calcule o módulo da força eletromotriz induzida na espira retangular .
3. O sentido da corrente induzida na espira retangular será horário ou anti-horário? Justifique, sucintamente, sua resposta.

O circuito LC oscilante representado na figura abaixo (despreze qualquer efeito dissipativo) é formado por um capacitor com capacitância e um indutor com indutância . Neste circuito, verifica-se que a tensão (diferença de potencial) máxima obtida é de .

1. Partindo do princípio de conservação da energia eletromagnética, obtenha a equação diferencial ordinária de segunda ordem que descreve a evolução temporal da carga no capacitor; a partir do resultado obtido em obtenha a frequência de oscilação (onde é a frequência angular do sistema) das cargas e da corrente neste circuito LC.
2. Calcule o valor da carga máxima no capacitor e da corrente máxima no circuito.
3. Calcule o valor da energia máxima armazenada no campo magnético do indutor.