PF de Física 3 da UFPE - 2014.2

A figura abaixo ilustra um circuito que contém dois resistores de resistências elétricas e , e quatro geradores (baterias) ideais de forças eletromotrizes , , e .

As forças eletromotrizes , e são conhecidas, enquanto que a força eletromotriz é desconhecida. Sabe-se também que .

Nessas circunstâncias, responda:

Qual é sentido da corrente na malha , horário ou anti-horário? Justifique sua resposta.

Calcule o valor da força eletromotriz .

Calcule a corrente elétrica no resistor 2. Expresse seu resultado em termos de , , e .

Calcule a corrente elétrica no resistor 1. Expresse seu resultado em termos que e .

Uma carga elétrica está uniformemente distribuída com densidade volumétrica constante em um volume cilíndrico reto, de comprimento infinito e raio (veja a figura abaixo).

Considere que o potencial elétrico é igual a zero em , onde denota a distância até o eixo de simetria do cilindro maciço.

Nessas condições,

Calcule o módulo do campo elétrico para .

Calcule o potencial elétrico para .

Calcule a diferença de potencial entre o ponto e o ponto .

Faça os gráficos do campo elétrico e do potencial elétrico em função de , para .

A figura abaixo ilustra duas cascas cilíndricas coaxiais e muito longas (podem ser consideradas infinitas), uma de raio e outra de raio .

A corrente elétrica que passa em ambas as cascas cilíndricas tem intensidade , mas flui em sentidos opostos, como indicado na figura.

Para tal situação, calcule:

O módulo do campo magnético para , usando lei de Ampère.

A energia magnética armazenada num volume de comprimento na região entre as cascas.

A indutância por unidade de comprimento do sistema.