Eletricidadee Eletrnica2013-2014MagnetismoeEletromagne-tismo

Curso Tecnolgico de Eletricidade, Automao e Computadores 10TEAEng. Francisco Martins

ELETRICIDADE E ELETRNICA - Mdulo 3 MAGNETISMO EELETROMAGNETISMO

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PROBLEMAS PGINA 7 FLUXO MAGNTICO

1) Calcule o fluxo magntico atravs da superfcie de uma espira retangular de 20 cm x 30 cm,sabendo que esta est submetida a uma induo uniforme de 0,5 T, nas situaes seguintes:a) As linhas de fora so perpendiculares superfcie.= = = , = . . = , , = , =b) As linhas de fora fazem um ngulo de 40 com a normal superfcie. = . . = , , = , , = ,c) As linhas de fora so paralelas superfcie. = . . = , , = , =

2) Uma superfcie em ferro encontra-se submetida a um campo magntico uniforme de induoigual a 1,5 T. A seco reta do ferro igual a 20 cm2. Calcule o fluxo magntico atravs do ferro,se as linhas de fora:a) Forem perpendiculares superfcie do ferro.= = , = . . = , , = , =b) Fizerem um ngulo de 60 com a superfcie. = . . = , , = , , = ,c) Fizerem um ngulo de 0 com a superfcie. = . . = , , = , =

PROBLEMAS PGINA 10 - CAMPO CRIADO POR CONDUTOR RECTILNEO

3) Um condutor rectilneo percorrido por uma corrente de 10 A.a) Calcule os valores de H e B, distncia de:

i) 10 cm do condutor; = = , = , /= = , =ii) 1 cm do condutor. = = , = , /= = , =

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b) Tire concluses.Pode concluir-se facilmente que as indues criadas por condutores rectilneos soefectivamente muito fracas, mesmo em pontos muito prximos do condutor. Para obtervalores de induo com algum significado, ser necessrio que a corrente atinjavalores muito elevados (vrias dezenas de amperes).4) Um condutor rectilneo percorrido por 25 A cria um campo magntico de 60 A/m num

determinado ponto em seu redor. Calcule:a) A distncia a que se encontra o ponto.= = = ,b) O valor da induo magntica.= = = ,

5) Determine o valor da intensidade que deve percorrer um condutor rectilneo de modo que, distncia de 3 cm, tenha uma induo de 0,1 mT.

= = = , , =PROBLEMAS PGINA 11 - INDUO B E EXCITAO MAGNTICA H

6) Calcule os valores de B e H no centro de uma espira de raio igual a 3 cm, quando percorrida poruma corrente de 15 A.

= = , = /= = = ,7) Calcule o raio de uma espira, percorrida por 20 A, sabendo que a induo no seu centro de 0,5

mT. = = = , = ,PROBLEMAS PGINA 13 - INDUO B E EXCITAO H EM BOBINA LONGA

8) Uma bobina longa com 300 espiras e 50 cm de comprimento percorrida por uma intensidade de8 A. Calcule os valores de H e B no seu centro.= = , = /= = =9) Um solenide, com 40 cm de comprimento, produz no seu centro uma induo de 20 mT quandopercorrido por 15 A. Calcule:a) O valor de H no seu centro = = , = /

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b) O nmero de espiras.= = = , =10)A induo no centro de uma bobina longa, com 30 cm de comprimento e 200 espiras, de 15

mT. Calcule o valor da intensidade de corrente.= = = , = ,PROBLEMAS PGINA 16 - LEI DE LAPLACE

11)Um condutor retilneo, com 30 cm de comprimento, percorrido por uma corrente de 8 A, encontra-se sob a influncia de um campo magntico uniforme de induo igual a 0,8 T. Calcule a foraelectromagntica que se exerce sobre o condutor, quando as linhas de fora:a) So perpendiculares ao condutor.

= 90 c = 30 cm = 0,3 m= = , , = ,b) Fazem um ngulo de 40 com o condutor.= = , , = ,c) Fazem um ngulo de 0 com o condutor.= = , , =A fora electromagntica nula quando as linhas de fora so paralelas ao condutor; mxima quando so perpendiculares ao condutor.

12)Uma espira apoiada num eixo, em que cada condutor activo tem 6 cm de comprimento,percorrida por uma corrente de 8 A, encontra-se submetida a um campo magntico de induoigual a 1,1 T.a) Calcule as foras que se exercem sobre cada um dos condutores activos.= = , , = ,b) Justifique o facto de a espira entrar em movimento de rotao.A espira entra em movimento de rotao porque se cria um binrio de foras, cujossentidos (dados pela regra dos trs dedos da mo direita) so tais que convergem para omesmo sentido do movimento da espira, tal como sugerido na figura.

c) Supondo que em vez de uma espira tnhamos uma bobina com 100 espiras, qual seria o valorda fora exercida sobre cada um dos conjuntos de condutores activos?= = , , = ,O caso de termos uma bobina com N espiras, ento as foras exercidas sero

obviamente mais elevadas.

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13)Um condutor rectilneo, com 45 cm de comprimento, percorrido por uma corrente de 10 A,encontra-se sob a influncia de um campo magntico de induo igual a 1 tesla. Calcule a foraelectromagntica que se exerce sobre o condutor quando as linhas de fora:a) So perpendiculares ao condutor.= = , = ,b) So paralelas ao condutor.= = , =c) Fazem um ngulo de 45 com o condutor.= = , = ,14)Calcule o ngulo feito por um condutor rectilneo com as linhas de fora, sabendo que sobre ocondutor (com 70 cm de comprimento) se exerce uma fora de 2 N, quando percorrido por umacorrente de 6 A. A induo de 0,7 T.= = = , , = , = ,

15)Formou-se um arco elctrico, perpendicularmente s linhas de fora de um campo magntico deinduo 1,1 T. Sabendo que foi de 4 N a fora exercida inicialmente sobre o arco, decomprimento igual a 5 cm, calcule o valor da corrente do arco nesse instante.= = = , , = ,

16)Calcule o nmero de espiras de uma bobina percorrida por 5 A, sabendo que cada condutor daespira tem 8 cm de comprimento e que a fora electromagntica de 25 N, quando a induo de 1,2 T. = = = , , =

17)Foram efetuados trs ensaios com uma bobina de 200 espiras e com um man que ora seaproximava da bobina, ora permanecia imvel no seu interior, ora se afastava da bobina. Calculea f.e.m. induzida em cada espira (e) e na bobina (E), nas seguintes situaes:a) Durante a aproximao, sabendo que, ao aproximar o man da bobina, o fluxo atravs dela

variou de 0 para 8 mWb, durante 0,5 s.= = , = = . = = ,b) Durante os dois segundos seguintes aproximao do man, perodo durante o qual este

ficou imvel. = = , , == . = =

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c) Durante o afastamento do man, sabendo que durou 0,5 s o afastamento em relao posio da alnea b). Na posio final, a bobina ficou fora da ao do man.= = , = = . = = ,

18)Uma bobina tem 250 espiras. Calcule:a) A variao de fluxo verificada em cada espira durante 0,6 segundos, sabendo que foi medida

uma f.e.m. induzida de 5 V na bobina.= . = = = , = . = , , =b) O tempo que durou a aproximao de um man que induziu uma f.e.m. de 3 V na bobina, com

uma variao de fluxo de 10 mWb (por espira).= . = = = , = = , = ,19)Na figura 53, representa-se um condutor retilneo C que pode

deslocar-se sobre o circuito eltrico que no tem qualquerfonte de energia. O circuito encontra-se mergulhado numcampo magntico uniforme induo B. O condutor C encontra-se perpendicular s linhas de fora e forado a deslocar-seperpendicularmente ao campo magntico, segundo a direo esentido de F. Sabendo que B = 0,6 T, que o comprimento docondutor de 20 cm e que se desloca a uma velocidade linearde 1,5 m/s:a) Calcule a f.e.m. induzida, medida pelo milivoltmetro.= = , , , = , =b) Indique o sentido da f.e.m. induzida.

O sentido da f.e.m. induzida -nos dado pela regra dos trs dedos da mo direita,sendo por isso o seu vetor orientado de 1 para 2 na figura.

c) Calcule o fluxo cortado pelo condutor, durante 0,8 segundos. == = . = , , = ,= = . = , , = ,

= = , , = , = =20)Suponha que no circuito da figura anterior eram conhecidos os seguintes valores: e = 300 m V, B= 0,9 T, l = 30 cm, Calcule:a) A velocidade linear do condutor.= = , , , = , =b) O fluxo cortado pelo condutor, durante 0,7 segundos.

Figura 53 Condutor mvel numcampo magntico