Aula 17-Instrumentação II-2023.1-Demonstrações de Eletrodinânimica e exercícios resolvidos. Professor Rafael Rodrigues, nesta sexta, 22

 

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

Em 1820, por acaso, Hans Cristian Oersted, ao esquecer  sua bússola perto de um circuito elétrico de corrente contínua(DC), quando voltou para pegar, ele percebeu que ela estava apontando em outra direção. Depois esta descoberta incrível começou a busca pela equação para descrever este fenômeno. Ampére venceu a corrida  para encontrar a relação entre o campo magnético e a corrente elétrica.

  

LEIS DE AMPÈRE 

 De acordo com a lei de Ampère(André Marie Ampère) para corrente estacionária de um condutor com uma corrente i, no ensino médio, ´é dada por ΣBΔLcosΘ = μi, com μ sendo a constante de permeabilidade magnética, o somatório é sobre o caminho fechado em torno do respectivo condutor e Θ é o ângulo entre os vetores L e B () . Considerando um condutor retilíneo, ambos vetores são paralelos, Θ=0 e o cos0 = 1. Neste caso, a lei de Ampère torna-se 

ΣBΔL = μi ⇒ BΣΔL = μi. 

O somatório é somente sobre a circunferência de raio r, pois devido a simetria o campo magnético fica constante e, por sua vez, vale μi dividido pelo comprimento da circunferência, ou seja, o campo magnético em um ponto r distante do condutor retilíneo resulta em  

ΣΔL = 2πr ⇒ B = μi /2πr . 

O que significa uma corrente de um ampère?

Leia mais

Considere dois  fios no vácuo de comprimentos infinitos, paralelos com a distância de separação de um metro, tendo uma corrente de um ampère, produzindo uma força magnética entre eles de  2x10^-7 N/m.

Prove que o campo magnético de uma bobina chata é dado por 

B = nμi /2πR, 

com n sendo o número de espiras e R o raio.

Segue também uma questão do ENEM 2018 sobre bateria de Lítio, com o link no final desta postagem.

(Enem/2019) Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando a produção de dispositivos para a geração de energia elétrica. Dentre eles, pode-se destacar as baterias de zinco-ar, que combinam o oxigênio atmosférico e o metal zinco em um eletrólito aquoso de caráter alcalino. O esquema de funcionamento da bateria zinco-ar está apresentado na figura.

No funcionamento da bateria, a espécie química formada

no ânodo é

A) H2 (g).

B) O2 (g).

C) H2O (l).

D) OH− (aq).

E) Zn(OH)4 2− (aq).

Solução

Inicialmente é preciso lembrar de que o ânodo é o eletrodo onde ocorre a oxidação (no cátodo ocorre a redução).
Analisando o esquema fornecido, no eletrodo poroso entra O₂ (Nox = 0) e sai OH^– (Nox O = -2). Isso significa que no eletrodo poroso o oxigênio sofreu redução. Logo, o eletrodo poroso é o cátodo.

No eletrodo de zinco formou-se Zn(OH)₄^2-. O zinco metálico tem NOx = 0. No Zn(OH)₄^2- o zinco tem NOx igual a +2 (sofreu oxidação). Logo, o eletrodo de zinco é o ânodo e a substância formada é o Zn(OH)₄^2-.
Resp.: E

Refazer também a questão do ENEM 2018, clique em, 

https://rafaelrag.blogspot.com/2021/09/questao-do-enem-2018-baterias-de-litio.html

Veja o vídeo com os estudantes da antiga disciplina de instrumentação III, período 2018.2, UFCG, campus Cuité, fazendo algumas demonstrações de eletromagnetismo, cuja turma pertence ao curso de Licenciatura em Física. Naquele período, esta disciplina foi ministrada pelos professores Joseclésio e Rafael.

Cada estudante da disciplina de Instrumentação II é para fazer o seu motor elétrico.

Blog rafaelrag