Professor Rafael Rodrigues na sua sala 11, no ambiente de professores da UFCG campus Cuité, nesta quarta-feira, 17/12.
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS E A LISTA V.
Em 1820, por acaso, Hans Cristian Oerested, ao esquecer sua bussola perto de um circuito elétrico, 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
A lei de Ampère(André Marie Ampère) para corrente estacionária de um condutor com uma corrente i, no nível universitário, em termos de integral, é dada por
De acordo com a lei de 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 (.jpg)
). Considerando um condutor retilíneo, ambos vetores são paralelos e neste caso, cosΘ = 1. Portanto, 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 .
Leia mais
O que significa uma corrente de um ampère?
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.
Veja o vídeo com os estudantes da 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 III é para fazer o seu motor elétrico.
(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)42-. O zinco metálico tem NOx = 0. No Zn(OH)42- 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)42-.
Resp.: E
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
Campo Magnético, cujo conceito foi introduzido na aula 14, no dia 14-11-25.
INSTRUMENTAÇÃO II - LISTA V - CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA
UAFM-CES-UFCG
Professor Rafael de Lima Rodrigues. PERÍODO 2025.2.
Aluno(a): ________________________________________Data: 17-12-2025.
Justifique suas respostas.
Questões do ENEM sobre Campo Magnético.
1- Convenção. Uma letra em negrito significa que ela é um vetor. Considere um elétron penetrando perpendicular em um campo magnético uniforme B, com velocidade v = 0,2cm/sj e em um certo ponto de sua trajetória circular ela fica sob ação de uma força magnética F= 4x10^(−2)Nk. Calcule o módulo, direção e sentido do campo magnético naquele ponto.
Atenção! Aqui j e k são os vetores unitários nas direções y e z. Se o elétron penetrar sem ser perpendicular ao campo magnético a sua trajetória não será circular. Lembre-se que a relação entre os vetores força magnética e o campo magnético é dada pelo produto vetorial
F = qvxB,
com q sendo a carga elétrica da partícula, vxB, produto vetorial entre v e B. Portanto, os vetores v e B são perpendiculares ao vetor força magnética F.
Quando um condutor de comprimento L for submetido por uma corrente I(A), a força magnética torna-se:
F = BIL.
A unidade do campo magnético B, no SI, é o T(Tesla).
2) 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
3) (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
4-(ENEM/2014) As cercas elétricas instaladas nas zonas urbanas são dispositivos de segurança planejados para inibir roubos e devem ser projetadas para, no máximo, assustar as pessoas que toquem a fiação que delimita os domínios de uma propriedade. A legislação vigente que trata sobre as cercas elétricas determina que a unidade de controle deverá ser constituída, no mínimo, de um aparelho energizador de cercas que apresente um transformador e um capacitor. Ela também menciona que o tipo de corrente elétrica deve ser pulsante. Considere que o transformador supracitado seja constituído basicamente por um enrolamento primário e outro secundário, e que este último está ligado indiretamente à fiação. A função do transformador em uma cerca elétrica é
a) reduzir a intensidade de corrente elétrica associada ao secundário. b) aumentara potência elétrica associada ao secundário. c) amplificar a energia elétrica associada a este dispositivo. d) proporcionar perdas de energia do primário ao secundário. e) provocar grande perda de potência elétrica no secundário.
5-(ENEM/2016) A magnetohipertermia é um procedimento terapêutico que se baseia na elevação da temperatura das células de uma região específica do corpo que estejam afetadas por um tumor. Nesse tipo de tratamento, nanopartículas magnéticas são fagocitadas pelas células tumorais, e um campo magnético alternado externo é utilizado para promover a agitação das nanopartículas e consequente aquecimento da célula. A elevação de temperatura descrita ocorre porque
a) o campo magnético gerado pela oscilação das nanopartículas é absorvido pelo tumor. b) o campo magnético alternado faz as nanopartículas girarem, transferindo calor por atrito. c) as nanopartículas interagem magneticamente com as células do corpo, transferindo calor. d) o campo magnético alternado fornece calor para as nanopartículas que o transfere às células do corpo. e) as nanopartículas são aceleradas em um único sentido em razão da interação com o campo magnético, fazendo-as colidir com as células e transferir calor
6- Construir uma bússola caseira. A bússola foi muito importante para o desenvolvimento da Navegação no Século XVI, contribuindo para as descobertas de novos continentes. Em 1820, Oersted esqueceu uma bússola próximo de um circuito elétrico e quando voltou para pegar ele percebeu, pela primeira vez, que existia uma relação entre o campo magnético da agulha magnetizada dentro da bússola com a corrente elétrica do circuito.
⁶Teremos 3 notas na disciplina de -Instrumentação II, do curso de Licenciatura em Física, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues, durante esse período atrasado 2025.2 da UFCG.
Nota 1-Projetos- Listas de exercícios, relatórios dos kits e resumos dos vídeos. Eletrostática: carga elétrica, lei de Coulomb, campo elétrico, potencial e capacitor.
Nota 2-Listas de exercícios e resumos dos vídeos. Magnetóstica: força magnética, campo magnético de um fio condutor e a Lei de Ampère, corrente elétrica e resistência. Lei de Ohm. Planejamento e montagem de kits de eletricidade: a eletrólise e associação de Resistores (Lâmpadas). Planejamento e montagem de kits de Resistência elétrica: o chuveiro elétrico e o ferro elétrico. Faça um kit com lâmpadas, pode ser um circuito simples com somente uma lâmpada.
Nota 3. Listas de exercícios e resumos dos vídeos. Planejamento e montagem de kits para medir a corrente elétrica induzida: Lei de Faraday. Motor Elétrico. Transformação de energia elétrica em energia mecânica. Demonstrações de experiências simples sobre interferência e difração das ondas eletromagnéticas. Vários aspectos históricos do formalismo matemático das ondas eletromagnéticas: equações de Maxwell. Aspectos histórico da teoria da Luz: dualidade, onda ou partícula.
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