P2 de Física 3 da USP - 2012

A figura abaixo mostra uma seção transversal de dois fios condutores longos (fio 1 e fio 2) estendidos paralelamente um ao outro, ao longo da direção . Por estes fios circulam correntes e , em sentidos opostos, sendo no mesmo sentido do eixo , conforme a figura.

Usando a Lei de Ampère calcule o vetor campo magnético de um fio infinito por onde passa uma corrente .

Calcule o vetor campo magnético total devido aos dois fios mostrados na figura para um ponto qualquer do eixo com .

Um capacitor de placas paralelas e área , possui o espaço entre as placas preenchido por materiais dielétricos de diferentes constantes dielétricas ( e ), arranjados em diferentes espessuras ( e , respectivamente), como mostra a figura.

Calcule a capacitância de um capacitor de placas paralelas de área e distância entre placas, onde há vácuo, igual a . Dado: o campo elétrico entre as placas do capacitor é .

Calcule a capacitância do capacitor da figura.

A placa superior do capacitor está a um potencial 0 em relação à placa inferior. Determine a densidade de cargas livres na placa superior deste capacitor, e a densidade de cargas ligadas (ou induzidas) na face do dielétrico em contato com esta placa.

Um resistor cilíndrico de comprimento deveria ter uma seção reta ao longo de todo seu comprimento e uma resistência igual a . Devido a um erro de fabricação, metade do resistor apresenta uma seção reta , conforme a figura.

Determine a resistência do resistor em termos do valor projetado .

Aplica-se uma ddp de volts nas extremidades do resistor. Calcule os módulos dos campos elétricos e em cada um dos trechos do resistor em termos de e .

Considere uma espira quadrada de lado percorrida por uma corrente . A espira se encontra no plano , conforme a figura.

Calcule as forças resultantes e exercidas pelo campo externo sobre cada um dos lados do quadrado.

Considere uma espira quadrada de lado percorrida por uma corrente . A espira se encontra no plano , conforme a figura.

Determine o campo magnético produzido pela espira no seu centro .

Sugestão: Calcule o campo produzido pelo lado e use a simetria do problema.

Considere uma espira quadrada de lado percorrida por uma corrente . A espira se encontra no plano , conforme a figura.

Determine o vetor torque que o campo externo exerce sobre a espira.