Licenciatura em Engenharia e Gestão Industrial - Taguspark. CADEIRA DE ELECTROMAGNETISMO E ÓPTICA, 1º Sem. 2016/2017.

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1 Licenciatura em Engenharia e Gestão Industrial - Taguspark CADEIRA DE ELECTROMAGNETISMO E ÓPTICA, 1º Sem. 2016/2017 2º teste - 5 de Dezembro de 2016 Docente: João Fonseca Nome: Número: RESOLVA APENAS 4 DOS 5 PROBLEMAS PROPOSTOS OS DADOS DOS PROBLEMAS DEPENDEM DO SEU NÚMERO DE ALUNO Comece por escrever no rectângulo da direita o valor X do produto do quarto algarismo pelo quinto algarismo do seu número de aluno. Exemplo: N = => X = 4x5=20 (classe C) Calcule a classe a que pertence, consoante o valor X: 0 a 4: classe A; 4 a 14: classe B; 15 a 35: classe C; 36 a 99: classe D X =.. CLASSE: Problema 1 Considere o circuito representado na figura, com R 1 = A: 2Ω ; B: 4Ω ; C: 1Ω ; D: 3Ω a) [1.0] É possível afirmar, sem fazer contas, que a corrente em R 3 (sentido convencional) flui da direita para a esquerda? Sim, porque a bateria B 2 assim o determina... Sim, porque caso contrário a corrente não podia atravessar a bateria B 2... Sim, porque a bateria B 1 está numa malha independente... Sim, porque isso é uma consequência directa da 1ª Lei de Kirchhoff... Sim, porque isso é uma consequência indirecta da 2ª Lei de Kirchhoff... Não... b) [2.0] A intensidade da corrente através da resistência R 1 está entre A e 5.5 A A e 7.0 A A e 9.5 A A e 12.5 A A e 15.0 A... Nenhuma das opções anteriores...

2 c) [2.0] A potência dissipada na resistência R 2 está entre... 38W e 42W... 52W e 57W... 57W e 60W... 90W e 100W... 30W e 38W... nenhuma das opções anteriores... Problema 2 A Figura mostra um turista a consultar a sua bússola, em Moçambique, junto à linha de alta tensão que transporta energia da barragem de Cabora-Bassa para a África do Sul. A linha está orientada neste local na direcção N-S, e o turista está virado para o Norte. A linha transporta corrente contínua com a intensidade A: 1500A, dirigida para Sul B: 2000A, dirigida para Norte C: 1750A, dirigida para Sul D: 2200A, dirigida para Norte (sentido convencional), encontrando-se 25m acima do solo. O turista está desviado lateralmente 7m em relação à linha. A indução do campo geomagnético tem no local o módulo de 30 μt. a) [2.5] Nesse ponto, o módulo da indução magnética devida à linha... está entre 10 μte 12 μt... está entre 12 μte 14 μt... está entre 14 μte 16 μt... está entre 16 μte 18 μt... não está em nenhum dos intervalos anteriores... b) [2.5] A agulha da bússola vai apontar para... O Norte magnético... Uma direcção no quadrante Nordeste... Uma direcção no quadrante Sudoeste... Uma direcção no quadrante Noroeste... Uma direcção no quadrante Sueste...

3 Problema 3 Pretende-se medir a corrente i que circula num condutor rectilíneo muito longo usando o dispositivo da figura, que consiste numa espira rectangular que se move com velocidade v no plano do condutor. Num dos lados da espira está colocada uma resistência R. No instante t=0s a distância a é igual a 0.5m. Tenha em conta os seguintes valores: A: R = 2Ω; v = 100 ms 1 ; h = 0.2m; (b a) = 0.1m B: R = 4Ω; v = 50 ms 1 ; h = 0.4m; (b a) = 0.2m C: R = 3Ω; v = 200 ms 1 ; h = 0.4m; (b a) = 0.1m D: R = 5Ω; v = 150 ms 1 ; h = 0.3m; (b a) = 0.2m R a) [1.0] Segundo a Lei de Lenz, a corrente induzida na espira... é nula... é igual a i... tem o sentido horário... tem o sentido anti-horário... cancela o campo criado pela corrente.. duplica o campo criado pela corrente... b) [2.0] No instante t=0s, a corrente induzida na espira tem intensidade... A: 3.5 A; B: 2.0 A; C: 15 A; D: 12 A. Em face dessa medição, pode concluir que a intensidade da corrente que circula no condutor rectilíneo está... entre 2A e 5 A... ; entre 5A e 7A... ; entre 7A e 10A... ; entre 10A e 15A... ; entre 15A e 20A... ; entre 20A e 25A... ; em nenhum dos intervalos anteriores... c) [2.0] No seu conjunto, a espira fica sujeita a uma força devida ao campo magnético criado pelo condutor rectilíneo, cuja resultante é dirigida... para a esquerda... ; para a direita... ; para cima (no plano)... ; para baixo (no plano)...; normal ao plano e para cá da folha ; normal ao plano e para trás da folha... ; numa direcção indefinida (o seu módulo é nulo).... Problema 4 Uma lâmpada alimentada com corrente alterna emite luz monocromática com a potência eficaz de A: 120W; B: 80W; C: 60W; D: 100W, isotropicamente (ou seja, de modo igual em todas as direcções do espaço), polarizada linearmente. Nota: potência eficaz é o valor calculado usando as amplitudes rms das grandezas envolvidas.

4 a) [1.5] Admitindo que a 10m de distância é válida a aproximação de onda plana, o vector de Poynting admite a expressão (com três algarismos significativos)... S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 )... ; S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 )... ; S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 )... ; S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 )... ; ; S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 )... ; S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 ). ; S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 )... ; S = cos 2 (k. r ωt) u r (Wm 2 )... ; Nenhuma das expressões anteriores.... Num dado ponto (x,y,z) verifica-se que o campo magnético é dado pelas expressões H x = 0 H y = H 0y cos (1.85x10 2 y x10 2 z 6.26x10 6 t) H z = H 0z cos (1.85x10 2 y x10 2 z 6.26x10 6 t) com H 0y = H 0z = A: Am -1 ; B: Am -1 ; C: Am -1 ; D) Am -1 b) [1.0] A polarização da onda é... linear... circular directa (sentido horário)... circular retrógada (sentido anti-horário)... elíptica directa (sentido horário)... elíptica retrógrada (sentido anti-horário)... c) [1.5] Nesse ponto, a amplitude (de pico) do campo eléctrico está... entre 0 Vm -1 e 2.5 Vm ; entre 2.5 Vm -1 e 10 Vm ; entre 10 Vm -1 e 15 Vm ; entre 15 Vm -1 e 20 Vm ; entre 20 Vm -1 e 25 Vm ; entre 25 Vm -1 e 30 Vm ; em nenhum dos intervalos anteriores... (Dê tolerância para os arredondamentos) d) [1.0]... e o ângulo que a direcção do campo eléctrico faz com o eixo Ox é... 0 o... ; 30 o... ; 45 o... ; 60 o... ; 90 o... ; Nenhum dos valores anteriores...

5 Problema 5 A figura representa uma bobine cujo comprimento é muito superior ao raio e em que o número de espiras por unidade de comprimento é n = A: 200 m -1 ; B: 100 m -1 ; : C: 200 m -1 ; D: 400 m -1. A bobine é percorrida por uma corrente de intensidade i= A: 2A; B: 15A;C: 10A; D: 7A. No interior dessa bobine, longe dos extremos, está colocada uma espira circular de área 0.01m 2, que roda em torno de um eixo que passa pelo seu centro com a velocidade angular de 100 rad s -1. a) [2.5] A força electromotriz induzida na espira tem uma amplitude... entre 0 e 1 mv... ; entre 1 mv e 2 mv... ; entre 2 mv e 3 mv... ; entre 3 e 4 mv... ; entre 4 mv e 5 mv... ; entre 5 mv e 6 mv... ; que não está em nenhum dos intervalos anteriores... espira i espira b) [2.5] Se a espira tiver a resistência de A: 0.1 Ω ; B: 0.5 Ω; C: 1.4 Ω; D: 8 Ω, a potência (mecânica) eficaz necessária para a manter em rotação está entre... 0 e 1 W... ; 1 e 2 W... ; 2 e 3 W... ; 3 e 5 W... ; Nenhum dos valores anteriores...