Questõessobre Eletrodinâmica - Corrente Elétrica

A figura mostra uma espira metálica circular fixa e um ímã em forma de barra que pode se mover apenas para direita (D) ou para esquerda (E) e sempre sobre a linha tracejada que passa pelo centro da espira e é perpendicular ao plano que contém a espira. Enquanto o ímã estiver se movendo, circulará pela espira uma corrente elétrica induzida no sentido horário (H) ou anti-horário (A). Os dois polos magnéticos do ímã não estão identificados na figura. Sabe-se, apenas, que o polo mais próximo da espira é chamado de polo X.

Em relação a esse sistema, assinale a alternativa correta.

As baterias automotivas mais modernas conseguem manter a tensão em seus terminais (polos) praticamente constantes tanto no processo de carga como no de descarga. Essa tensão, na maioria das baterias desse tipo, é de 12 V. Um grupo de pescadores acampou às margens do Rio Crixás em uma barraca que, durante a noite, é iluminada por uma única lâmpada de valor nominal 20 W – 12 V. A fonte de energia que alimenta essa lâmpada é uma bateria como descrito acima, que tem carga máxima de 30 Ah e está inicialmente totalmente carregada. A lâmpada foi ligada às 18h e esquecida assim até que a bateria se descarregasse completamente, desligando-a

Uma espira metálica retangular ABCD, de área constante, está totalmente imersa em um campo magnético uniforme horizontal criado na região entre dois polos magnéticos norte e sul, como representado na figura. Inicialmente, a espira está em repouso em um plano vertical perpendicular às linhas de indução do campo magnético.

Suponha que a espira gire 90º no sentido anti-horário, em torno de um eixo vertical, nesse campo magnético. Enquanto isso acontece,

Considere uma região com campo magnético uniforme de módulo 5,0 T. Qual é o módulo da força magnética sobre um pedaço de fio reto de tamanho 2,0 cm, percorrido por uma corrente elétrica de 50 μA com direção perpendicular ao campo magnético? Dado: 1 μA = 10−6 A.

Algumas baterias de marcapassos possuem vida útil entre 5 e 6 anos. Considere um marcapasso cuja bateria totalmente carregada gera um pulso de diferença de potencial com amplitude de 3,0 volts. Após o tempo de vida útil da bateria, essa amplitude cai para 2,5 volts. Sejam i0 e iF as amplitudes dos pulsos de corrente elétrica gerados pelo marcapasso respectivamente quando a sua bateria está totalmente carregada e após o seu tempo de vida útil. Pode-se afirmar que a razão i0/iF vale:

Em incubadoras hospitalares, a temperatura interna é mantida constante através do aquecimento de água por resistências elétricas. Em uma dada incubadora, uma resistência elétrica é constituída de um fio de uma liga metálica com 1,0 metro de comprimento e 1,0 mm² de área de seção reta. Pela resistência, circula uma corrente de 4,0 A quando uma ddp de 2,0 V é aplicada nos seus extremos. Calcule a condutividade elétrica desta liga metálica.

Quando o cérebro humano se encontra em atividade, pequenos pulsos elétricos são produzidos na sua superfície. Embora de intensidade muito pequena, os campos magnéticos gerados por estes pulsos podem ser detectados pela técnica de magnetoencefalografia (MEG). Considere um pulso cerebral de corrente elétrica de magnitude 10 µA, onde 1 µA = 10−6 A. Se essa corrente percorresse um fio retilíneo infinito no vácuo, qual seria o campo magnético gerado por ela a uma distância de 20 cm do fio? Dado: permeabilidade magnética no vácuo = 4π x 10−7 N/A2 .

O ruído ritmado escutado pelos pacientes durante os exames de ressonância magnética em hospitais é proveniente da vibração de condutores elétricos produzida por forças magnéticas. A figura abaixo ilustra um trecho fixo de um condutor, na forma de um U invertido, situado numa região de campo magnético uniforme, de intensidade 3,00 T e direção e sentido indicados pelos símbolos × na figura. Quando uma corrente elétrica i = 200 A percorre o trecho mostrado do condutor, calcule o módulo da força magnética resultante sobre ele.

  

A técnica de eletroneuroestimulação é bastante utilizada na reabilitação muscular de pacientes. Nessa técnica, dois eletrodos metálicos são colocados sobre a pele do paciente, a certa distância um do outro. Em seguida, uma corrente elétrica circula de um eletrodo ao outro, estimulando os músculos ao longo do seu percurso. Considere a resistência elétrica entre os eletrodos igual a 300 kΩ (1 kΩ = 103 Ω) e uma corrente elétrica de 10,0 mA (1 mA = 10−3 A) circulando durante 100 µs (1 µs = 10−6 s). Calcule a energia elétrica fornecida pelo equipamento de eletroneuroestimulação nesse processo.

Dois capacitores, A e B, de placas paralelas encontram-se mostrados a seguir no circuito inicialmente aberto, com as cargas elétricas indicadas em suas placas, onde 1 µC = 10−6 C. Sabe-se que CA = 2CB, onde CA e CB denotam as capacitâncias dos capacitores A e B, respectivamente. Quando as chaves Ch são simultaneamente fechadas, os capacitores atingem um novo estado de equilíbrio eletrostático. Nesse novo estado, pode-se afirmar que o módulo da carga em cada placa do capacitor A vale

A parte principal de um equipamento de ressonância magnética hospitalar é o magneto. Em um dado equipamento, o magneto produz um campo magnético constante e uniforme, de módulo B = 3,0 T e direção horizontal, no espaço onde o paciente será localizado. A figura abaixo mostra uma região das linhas de campo do magneto onde passa um fio condutor fino. Sabendo que em dado instante circula pelo fio condutor uma corrente elétrica de 140 A, calcule o módulo da força magnética sobre o trecho do fio condutor de comprimento total 9 cm mostrado na figura.

  

Exames de bioimpedância têm sido utilizados para estimar o percentual de massa magra de indivíduos. Essencialmente, o equipamento mede a resistência elétrica entre dois pontos do corpo humano. Em um dado exame deste tipo, os eletrodos utilizados têm uma área A = 1,5 cm2 , com a distância entre eles d = 10 cm. Sabendo que o resultado da medição foi 80 Ω e considerando que a corrente elétrica entre os eletrodos segue ao longo de um cilindro de comprimento d e área de seção transversal A, calcule a resistividade elétrica do tecido humano envolvido nesta medição. 

Uma das propriedades do capacitor é armazenar energia. Essa característica é a base de um desfibrilador, aparelho usado para conter a fibrilação de um coração vitimado por um ataque. Considere um desfibrilador com um capacitor de 64 μF completamente carregado, com uma tensão de 5 kV entre suas placas. Suponha que em cada aplicação do aparelho seja usada 25% da energia total acumulada. Assim, a energia, em Joules, utilizada em uma dessas aplicações é

A energia elétrica sai das hidrelétricas por linhas de transmissão, que são basicamente constituídas por fios condutores metálicos suspensos em torres, também metálicas, por meio de isoladores cerâmicos ou de outros materiais isolantes. Há linhas em que a diferença de potencial elétrico chega a 230 kV. Em uma dessas linhas, a passagem de uma corrente de 1 A durante 10 segundos seria correspondente ao consumo de quantos Joules de energia?

Um chuveiro elétrico tem uma resistência ôhmica de 10 Ω. Após duas horas ligado, verificou-se que o consumo de energia foi de 2,42 kW hora. Assim, a tensão em Volts da rede em que o chuveiro foi ligado é 

Na geração de energia elétrica com usinas termelétricas, há transformação de energia térmica em elétrica. Na geração a partir de hidrelétricas, a conversão para energia elétrica se dá primariamente a partir de energia

A Organização das Nações Unidas declarou 2015 como o Ano Internacional da Luz. De acordo com a ONU, cerca de um bilhão e meio de pessoas no mundo ainda vivem sem acesso à energia elétrica, a principal fonte energética para iluminação artificial. Esse cenário contrasta com o desenvolvimento tecnológico no setor de iluminação, que produziu três tecnologias bem conhecidas: as lâmpadas incandescentes (LI), as fluorescentes compactas (LFC) e as com tecnologia LED. Em média, o mesmo fluxo luminoso obtido com uma LI de 30 W pode ser obtido por uma LFC de 8 W e por uma lâmpada LED de apenas 4 W. Com base nesses valores, pode-se calcular acertadamente que a razão entre a energia consumida por uma lâmpada LED em 3,75 horas e uma lâmpada incandescente em meia hora é

Um fio de 3 m de comprimento é composto por três pedaços de 1 m, sendo dois de alumínio e um de cobre, todos com 1 mm2 de seção reta. Este fio de 3 m é utilizado para ligar uma lâmpada incandescente. A uma temperatura de 20 oC, o fio de cobre tem uma resistência elétrica menor que a do alumínio. Pode-se afirmar corretamente que enquanto a lâmpada está ligada, a corrente elétrica

Sejam dois condutores A e B perpendiculares entre si e de comprimento infinito. Inicialmente o condutor A passa a ser percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. Isso gera um campo magnético nos pontos P1 e P2, equidistantes dos condutores A e B, conforme o esquema abaixo. Num segundo momento, o condutor B também passa a ser percorrido por uma corrente de mesma intensidade i. Comparando-se os campos magnéticos gerados nos pontos P1 e P2 antes e depois do segundo condutor passar a ser percorrido pela corrente i, podemos afirmar que: