Perguntas

O sentido de é dado pela lei de Lenz: A força eletromotriz autoinduzida se opõe à variação que a produz. Circuitos RL Série Se uma força eletromotriz constante é aplicada a um circuito com uma única malha constituída por uma resistência R e uma indutância L, a corrente tende a um valor final /R de acordo com a equação

Aqui, τ (= L/R) governa a taxa de aumento da corrente e é chamada de constante de tempo indutiva do circuito. L

Quando a fonte de força eletromotriz constante é removida, a corrente diminui para zero a partir de um valor inicial i0 de acordo com a equação

Energia Magnética Se um indutor L conduz uma corrente i, o campo magnético do indutor armazena uma energia dada por

Se B é o módulo do campo magnético (criado por um indutor ou por qualquer outro meio) em um ponto do espaço, a densidade de energia magnética armazenada nesse ponto é dada por

Indução Mútua Se duas bobinas 1 e 2 estão próximas, a variação da corrente em uma das bobinas pode induzir uma força eletromotriz na outra. Essa indução mútua é descrita pelas equações

e

em que M (medida em henries) é a indutância mútua das bobinas.

Perguntas

1 Se o condutor circular da Fig. 30-21 sofre uma dilatação térmica na presença de um campo magnético uniforme, uma corrente é induzida no sentido horário. Isso significa que o campo magnético aponta para dentro ou para fora do papel?

Figura 30-21 Pergunta 1.

2 A espira da Fig. 30-22a é submetida, sucessivamente, a seis campos magnéticos uniformes, todos paralelos ao

eixo z, que apontam para fora do papel. A Fig. 30-22b mostra o módulo Bz desses campos em função do tempo t. (As retas 1 e 3 e as retas 4 e 6 são paralelas. As retas 2 e 5 são paralelas ao eixo do tempo.) Coloque os seis campos na ordem da força eletromotriz induzida na espira, começando pela maior no sentido horário e terminando com a maior no sentido anti-horário.

Figura 30-22 Pergunta 2.

3 Na Fig. 30-23, um fio retilíneo, longo, percorrido por uma corrente i, passa (sem fazer contato) por três espiras retangulares de lados L, 1,5L e 2L. A distância entre as espiras é relativamente grande (o suficiente para que não interajam). As espiras 1 e 3 são simétricas em relação ao fio. Coloque as espiras na ordem decrescente do valor absoluto da corrente induzida (a) se a corrente i for constante e (b) se a corrente i estiver aumentando.

Figura 30-23 Pergunta 3.

4 A Fig. 30-24 mostra dois circuitos nos quais uma barra condutora desliza com a mesma velocidade escalar v na presença do mesmo campo magnético uniforme, ao longo de um fio em forma de U . Os segmentos paralelos do fio estão separados por uma distância 2L no circuito 1 e por uma distância L no circuito 2. A corrente induzida no circuito 1 tem o sentido anti-horário. (a) O campo magnético aponta para dentro ou para fora do papel? (b) A corrente induzida no circuito 2 tem o sentido horário ou o sentido anti-horário? (c) A força eletromotriz induzida no circuito 1 é maior, menor ou igual à força eletromotriz induzida no circuito 2?

Figura 30-24 Pergunta 4.

5 A Fig. 30-25 mostra uma região circular na qual existem um campo magnético uniforme decrescente orientado para fora do papel e quatro trajetórias circulares concêntricas. Coloque as trajetórias na ordem decrescente do valor absoluto de .

Figura 30-25 Pergunta 5.

6 Na Fig. 30-26, uma espira é feita de três segmentos: bc (um segmento em forma de quarto de circunferência), ac (dois segmentos retilíneos formando um ângulo reto) e ab (um segmento retilíneo). A espira pode ser submetida a três campos magnéticos:

em que está em militeslas e t está em segundos. Sem fazer nenhum cálculo no papel, coloque os campos magnéticos na ordem decrescente (a) do trabalho realizado por unidade de carga para criar a corrente induzida e (b) do valor absoluto da corrente induzida. (c) Qual é o sentido da corrente induzida para cada um dos campos magnéticos?

Figura 30-26 Pergunta 6.

7 A Fig. 30-27 mostra um circuito com dois resistores iguais e um indutor ideal. A corrente no resistor do meio é maior, menor ou igual à corrente no outro resistor (a) logo depois que a chave S é fechada, (b) muito tempo depois que a chave S é fechada, (c) logo depois que a chave é aberta depois de permanecer fechada por muito tempo e (d) muito tempo depois que a chave é aberta depois de permanecer fechada por muito tempo?

Figura 30-27 Pergunta 7.

8 A chave do circuito da Fig. 30-15 permaneceu na posição a por muito tempo e depois foi deslocada para a

posição b. A Fig. 30-28 mostra a corrente no indutor para quatro pares de valores da resistência R e da indutância L: (1) R e L , (2) 2R e L , (3) R e 2L , (4) 2R e 2L . Qual é a curva correspondente a cada par? 0 0 0 0 0 0 0 0

Figura 30-28 Pergunta 8.

9 A Fig. 30-29 mostra três circuitos com fontes, indutores e resistores iguais. Coloque os circuitos na ordem decrescente da corrente no resistor R (a) muito tempo depois do fechamento da chave, (b) logo depois de a chave ser aberta depois de permanecer fechada por muito tempo e (c) muito tempo depois de a chave ser aberta depois de permanecer fechada por muito tempo.

Figura 30-29 Pergunta 9.