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quarta-feira, 28 de janeiro de 2026

Aula 17-Instrumentação II-Força de Lorentz e dicas para resolver a Lista VI com o professor Rafael, nesta quarta, 28/01

 


Campo eletromagnético:  força de Lorentz

A interação do campo  eletromagnético é mediado pela força de Lorentz, a qual, é a  força   eletromagnética, sendo exatamente  a adição da força elétrica com a força magnética, com o campo elétrico variando no tempo. 

A força  de Lorentz é a força da interação da teoria  eletromagnética:

    Fe+Fm = qE + qvxB,

com E sendo o vetor campo elétrico. 

  Fm = qvxB.
Note que, |Fm| = q|vxB| = q|v| |B| sen(𝚹).

Portanto, quando o vetor velocidade for paralelo ao compo magnético, a força magnética é nula. Pois, sen(0)=0.

Esta força   é denominada de vetor força de Lorentz, sendo uma combinção da força elétrica  e a força magnética . Ela atua quando uma partícula com carga elétrica está em movimento. 

Vimos que uma partícula com carga elétrica em repouso a força elétrica é dada por 
Fe = q

Considere uma partícula carregada positivamente penetrando em um campo magnético, a sua trajetória será circular e a força magnética será perpendicular a velocidade e ao campo magnético.

 


Na Aula 16- 25.2-Instrumentação II,  vimos 8 questões da a Lista VI, tendo questões e  análise dimensional  das equações do eletromagnetismo e circuito elétrico misto. 

O campo eletromagnético é uma onda que se propaga no espaço em Wi-fi, telefonia de celular, fornos de micro-ondas, laser, luz visível, etc. Os campos elétrico e magnético vibram perpendiculares entre si e a direção de propagação.

Ilustrações das ondas eletromagnéticas.


 



Segue a lista completa com as questões 9 e 10 sendo as seguintes.

9)  Considere dois fios paralelos distante 80cm um do outro, submetidos a correntes elétricas de 4A e 8A perpendicular ao plano e entrando. Determine a distância do fio com 4A, no ponto da linha perpendicular que passa pelos ambos fios e com o campo magnético nulo nesse ponto.  

Sugestão.

O campo magnético de um fio com corrente i é dado por:

B=μi/2πd,

com d sendo a distância do fio ao ponto em que queremos o valor do campo magnético e μ é a constante de permeabilidade magnética . O sentido do campo magnético é dado pela regra da mão direita.

Como o campo magnético se anula na linha em que une os dois fios, então,

B1(campo magnético do fio 1)=B2. Substituindo vemos que a constante de permeabilidade magnética  será cancelado.  Lembre-se de transformar a distância em metro. Supondo que a distância ao fio 1 seja d1=x, então a distância ao fio 2 é d2=80-x.

10)  Considere uma espira de raio 2cm com corrente elétrica de 10A,  no vácuo. Determine a intensidade do campo magnético no centro da espira. 

Sugestão.

A intensidade do campo magnético no centro da espira

B=μi/2d,

Aqui μ é a constante de permeabilidade magnética, a qual no vácuo vale

μ=4π x 10^(-7) Tm/A,

com as unidades no SI: T é Tesla, distância d em metro e a corrente em A(ampère.)  Lembre-se de transformar a distância em metro. Pode usar o valor aproximado para π=3 .

INSTRUMENTAÇÃO E CIÊNCIA DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS II

UAFM-CES-UFCG.

Lista VI- Eletromagnetismo

Professor: Rafael de Lima Rodrigues PERÍODO 2025.2

Aluno(a):__________________________________ Atenção! Boa Sorte.

Questões sobre o Eletromagnetismo do ENEM e de Algumas Universidades Brasileiras

Questões do eletromagnetismo.

1) Uma partícula com carga q = 2C se move com velocidade v = 5 m/s em um campo magnético. A força magnética que atua sobre a partícula é de F = 10 N. Se o ângulo entre a velocidade da partícula e o campo magnético é de θ=30∘, qual é o módulo do vetor campo magnético (B)?

a) B=0,5T
b) B=1,0T
c) B=1,5T
d) B=2,0T
e) B=2,5T


2) Um fio retilíneo longo é percorrido por uma corrente elétrica de 5 A. Utilizando a lei de Ampère, determine a intensidade do vetor indução magnética (B) a uma distância de 2 m do fio.
Considere que a permeabilidade magnética no vácuo é
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a) 

b) 
c) 
e) 

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3) Enem 2020) Em uma usina geradora de energia elétrica, seja através de uma queda-dʼágua ou através de vapor sob pressão, as pás do gerador são postas a girar. O movimento relativo de um ímã em relação a um conjunto de bobinas produz um fluxo magnético variável através delas, gerando uma diferença de potencial em seus terminais. Durante o funcionamento de um dos geradores, o operador da usina percebeu que houve um aumento inesperado da diferença de potencial elétrico nos terminais das bobinas.

Nessa situação, o aumento do módulo da diferença de potencial obtida nos terminais das bobinas resulta do aumento do(a)

a) intervalo de tempo em que as bobinas ficam imersas no campo magnético externo, por meio de uma diminuição de velocidade no eixo de rotação do gerador.
b) fluxo magnético através das bobinas, por meio de um aumento em sua área interna exposta ao campo magnético aplicado.
c) intensidade do campo magnético no qual as bobinas estão imersas, por meio de aplicação de campos magnéticos mais intensos.
d) rapidez com que o fluxo magnético varia através das bobinas, por meio de um aumento em sua velocidade angular.
e) resistência interna do condutor que constitui as bobinas, por meio de um aumento na espessura dos terminais.

4) (Enem 2018) A tecnologia de comunicação da etiqueta RFID (chamada de etiqueta inteligente) é usada há anos para rastrear gado, vagões de trem, bagagem aérea e carros nos pedágios. Um modelo mais barato dessas etiquetas pode funcionar sem baterias e é constituído por três componentes: um microprocessador de silício; uma bobina de metal, feita de cobre ou de alumínio, que é enrolada em um padrão circular; e um encapsulador, que é um material de vidro ou polímero envolvendo o microprocessador e a bobina. Na presença de um campo de radiofrequência gerado pelo leitor, a etiqueta transmite sinais. A distância de leitura é determinada pelo tamanho da bobina e pela potência da onda de rádio emitida pelo leitor.

Disponível em: http://eletronicos.hsw.uol.com.br. Acessoem: 27 fev. 2012 (adaptado).

A etiqueta funciona sem pilhas porque o campo

a) elétrico da onda de rádio agita elétrons da bobina.
b) elétrico da onda de rádio cria uma tensão na bobina.
c) magnético da onda de rádio induz corrente na bobina.
d) magnético da onda de rádio aquece os fios da bobina.
e) magnético da onda de rádio diminui a ressonância no interior da bobina.

5)  (UEMA 2023) A Anomalia Magnética no Sul e no Sudeste do Brasil é uma espécie de defasagem na proteção magnética da Terra, localizada sobre o Atlântico Sul, na faixa que se estende até o Continente Africano. Para tentar entender o fenômeno, especialistas estudam o campo magnético do planeta, gerado no núcleo de ferro líquido, superaquecido a pelo menos três mil quilômetros de profundidade. Essa região tem um campo mais enfraquecido. Isso faz com que os satélites, quando passam por essa região, tenham de desligar momentaneamente alguns componentes para evitar a perda do satélite ou que algum equipamento seja danificado. Por isso, é de interesse das agências espaciais monitorar constantemente a evolução dessa anomalia, principalmente, nessa faixa central.


https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/saiba-o-que-e-a-amas-anomalia-magnetica-do-atlantico-sul/ (adaptada)

6) Com base no texto, qual o papel do campo magnético da Terra?

a)As linhas de campo magnético da Terra são geradas do polo sul magnético e entram no polo norte magnético.
b) O campo magnético protege a atmosfera terrestre, minimizando a entrada de partículas com alta velocidade, vindas do sol.
c) O campo magnético da Terra transmite as interações entre cargas elétricas, podendo ser de aproximação ou de afastamento.
d) O campo magnético da Terra é sempre atrativo e nunca repulsivo, sendo responsável por ficarmos de pé.
e) O campo magnético da Terra é o responsável pela fusão nuclear que alimenta o Sol e produz a energia necessária para a maioria das formas de vida da Terra.


7) (Enem/2013) Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada.







Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A).
Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em:




8) (UFSCar) Nos ímãs, que são feitos de materiais criadores de campo magnético, como o ferro, os spins (ímãs elementares) dos elétrons apontam sempre na mesma direção: para cima ou para baixo. O que determina esse fator é a influência de outro campo magnético, como o da Terra.
(Revista Galileu, junho 2005.)

Em relação ao campo magnético, é correto afirmar que:

a) as linhas de indução em um campo magnético coincidem com as trajetórias descritas por cargas elétricas nele abandonadas.
b) o norte magnético de uma bússola aponta para o norte geográfico da Terra, próximo à região onde fica o norte magnético do imenso ímã que é nosso planeta.
c) em torno de uma espira circular em que circule corrente elétrica, origina-se um campo magnético, análogo ao de um ímã.
d) o campo magnético no interior de um solenoide é praticamente nulo e, externamente, é quase totalmente uniforme.
e) um ímã imerso em um campo magnético uniforme desloca-se, o que também ocorre com uma partícula carregada num campo elétrico.

9)  Considere dois fios paralelos distante 80cm um do outro, submetidos a correntes elétricas de 4A e 8A perpendicular ao plano e entrando. Determine a distância do fio com 4A, no ponto da linha perpendiculr que passa pelos ambos fios e com o campo magnético nulo nesse ponto.  

10)  Considere uma espira de raio 2cm com corrente elétrica de 10A,  no vácuo. Determine a intensidade do campo magnético no centro da espira. 


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