Eletromagnetismo I. Prof. Daniel Orquiza. Eletromagnetismo I. Prof. Daniel Orquiza de Carvalho

Documentos relacionados
Lei de Gauss. 2.1 Fluxo Elétrico. O fluxo Φ E de um campo vetorial E constante perpendicular Φ E = EA (2.1)

POTENCIAL ELÉTRICO. por unidade de carga

Ondas EM no Espaço Livre (Vácuo)

Geometria Diferencial de Curvas Espaciais

FÍSICA (Eletromagnetismo) CAMPOS ELÉTRICOS

O exemplo mais simples do uso do método das imagens 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ UNIFAP PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO - PROGRAD DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS-DCET CURSO DE FÍSICA

Universidade Federal de Goiás Campus Catalão Departamento de Matemática

1 Exercícios de Aplicações da Integral

Matemática A. Versão 1. Na sua folha de respostas, indique de forma legível a versão do teste. Teste Intermédio de Matemática A.

Campos. Exemplos de campos: - Campo de temperaturas (térmico) - Campo de pressões - Campo gravitacional - Campo elétrico

M =C J, fórmula do montante

= Pontuação: A questão vale dez pontos, tem dois itens, sendo que o item A vale até três pontos, e o B vale até sete pontos.

O circuito RLC. 1. Introdução

a 21 a a 2n... a n1 a n2... a nn

Saber calcular o fluxo elétrico e o campo elétrico através de uma superfície de contorno bem definida.

Função. Adição e subtração de arcos Duplicação de arcos

4.4 Limite e continuidade

UNIVERSITÁRIO DE SINOP CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Inteligência Artificial

ÁLGEBRA VETORIAL E GEOMETRIA ANALÍTICA (UFCG- CUITÉ)

Difração = Desvio da propagação retilínea da luz

Disciplina: Álgebra Linear e Geometria Analítica

Lei de Gauss e Condutores em Equilíbrio Eletrostático

Exercícios de Aprofundamento Mat Polinômios e Matrizes

Matemática Básica Intervalos

A experiência de Oersted

Introdução ao determinante

Capítulo 24: Potencial Elétrico

Os eixo x e y dividem a circunferência em quatro partes congruentes chamadas quadrantes, numeradas de 1 a 4 conforme figura abaixo:

Corrente elétrica, potência, resistores e leis de Ohm

Sejam P1(x1,y1) e P2(x2,y2) pontos pertencentes ao plano. A equação da reta pode ser expressa como: ou

Capítulo 22: Campos Elétricos

FONTES DE CAMPO MAGNÉTICO. Caracterizar e mostrar o campo magnético produzido por uma carga a velocidade constante.

2y 2z. x y + 7z = 32 (3)

Taxas relacionadas. Diferenciais

Boa Prova! arcsen(x 2 +2x) Determine:

InovaГo curricular na escola pзblica: a teoria e a prаtica de Projeto Salas-ambiente

CPV O Cursinho que Mais Aprova na GV

Primeira Lista de Exercícios de Métodos Numéricos II Primeiro semestre de 2015

Potencial Eletrostático

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ BIBLIOTECA DE OBJETOS MATEMÁTICOS COORDENADOR: Dr. MARCIO LIMA

A lei dos senos. Na Aula 42 vimos que a Lei dos co-senos é. a 2 = b 2 + c 2-2bc cos Â

Seu pé direito nas melhores Faculdades

1 - POLÍGONOS REGULARES E CIRCUNFERÊNCIAS

Apresentamos o Lyptus em suas diferentes classes e especificações, para que você possa fazer a melhor escolha e alcançar grandes resultados em sua

Álgebra Linear. Bacharelado em Sistemas de Informação. Período Prof. da Disciplina Luiz Gonzaga Damasceno, M. Sc

Aula 5. Uma partícula evolui na reta. A trajetória é uma função que dá a sua posição em função do tempo:

Álgebra Linear Aplicada à Compressão de Imagens. Universidade de Lisboa Instituto Superior Técnico. Mestrado em Engenharia Aeroespacial

Somando os termos de uma progressão aritmética

Aula 6 Propagação de erros

Exercícios e questões de Álgebra Linear

Lei de Gauss Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Aula 15 Amplificadores Operacionais (pág. 453 a 459)

Capítulo1 Tensão Normal

MATEMÁTICA (11º ano) Exercícios de Exames e Testes Intermédios Equações de retas e planos

Modelos de Regressão Linear Simples - Erro Puro e Falta de Ajuste

Resolução de sistemas de equações lineares: Método de eliminação de Gauss

Lista de Exercícios Campo Elétrico

CINEMÁTICA DO PONTO MATERIAL

AULA DO CPOG. Progressão Aritmética

Se inicialmente, o tanque estava com 100 litros, pode-se afirmar que ao final do dia o mesmo conterá.

Aula 01 TEOREMAS DA ANÁLISE DE CIRCUITOS. Aula 1_Teoremas da Análise de Circuitos.doc. Página 1 de 8


Aplicações Diferentes Para Números Complexos

Avaliação Teórica II Seleção Final 2015 Olimpíadas Internacionais de Física 16 de Abril 2015

Exemplos: sen(36º)=0.58, cos(36º)=0.80 e tg(36º)=0.72, Calcular o valor de x em cada figura:

COBRANÇA BANCÁRIA CAIXA

1.10 Sistemas de coordenadas cartesianas

CARTOGRAFIA. Sistemas de Coordenadas. Prof. Luiz Rotta

ANÁLISE MATRICIAL DE ESTRUTURAS DE BARRAS PELO MÉTODO DE RIGIDEZ

MATEMÁTICA II. Aula 12. 3º Bimestre. Determinantes Professor Luciano Nóbrega

3.4 Movimento ao longo de uma curva no espaço (terça parte)

Atividade de revisão do 1º semestre de 2009 e autoavaliação de recuperação

Notas de Aula Disciplina Matemática Tópico 08 Licenciatura em Matemática Osasco -2010

Cinemática Bidimensional

ESCOLA BÁSICA 2,3 MARTIM DE FREITAS NÚCLEO DE ESTÁGIO DE MATEMÁTICA ANO LETIVO 2011/2012

EXERCÍCIOS DE ÁLGEBRA LINEAR E GEOMETRIA ANALÍTICA (sistemas de equações lineares e outros exercícios)

Coeficiente de Assimetria e Curtose. Rinaldo Artes. Padronização., tem as seguintes propriedades: Momentos

Aula 9. Superfícies de Revolução. Seja C uma curva e r uma reta contidas num plano π.

Sistema ELITE de Ensino IME /2014 COMENTÁRIO DA PROVA

Equações paramétricas da Reta

Lei de Coulomb: Campo Elétrico:

Equações Constitutivas para Fluidos Newtonianos - Eqs. de Navier- Stokes (cont.):

1.1 UFPR Rumo Curso Pré Vestibular Assistencial - RCPVA Disciplina: Matemática Professor: Vinícius Nicolau 04 de Novembro de 2014

Escola Secundária com 3º ciclo D. Dinis 11º Ano de Matemática A Tema II Introdução ao Cálculo Diferencial I Funções Racionais e com Radicais

Um capacitor não armazena apenas carga, mas também energia.

21- EXERCÍCIOS FUNÇÕES DO SEGUNDO GRAU

Capacitância. 4.1 Capacitores e Capacitância Capacitor de Placas Paralelas

Campo Magnético. Prof a. Michelle Mendes Santos

Especificação do Código de Barras para Bloquetos de Cobrança Sem Registro e Registrada no SIGCB

Cap. 7 - Fontes de Campo Magnético

FUNÇÕES. É uma seqüência de dois elementos em uma dada ordem. 1.1 Igualdade. Exemplos: 2 e b = 3, logo. em. Represente a relação.

Matrizes e Sistemas Lineares. Professor: Juliano de Bem Francisco. Departamento de Matemática Universidade Federal de Santa Catarina.

CÁLCULO DE MATRIZ PARA ELEMENTOS FINITOS

Mudança de Coordenadas

A integral indefinida

Sumário. Da Terra à Lua. Movimentos no espaço 02/11/2015

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

Capítulo 25: Capacitância

Transcrição:

de Carvalho

- Eletrostática Distribuições Contínuas de Cargas (Páginas 33 a 41 no livro teto) Densidade Volumétrica de Cargas Campo Elétrico de uma densidade volumétrica de cargas Densidade Superficial de Cargas Campo Elétrico de uma superfície infinita de cargas Densidade Linear de Cargas Campo Elétrico de uma linha infinita de cargas 1

- Eletrostática Distribuição espacial de cargas O campo gerado na posição r devido a n cargas Q m distintas situadas nas posições r m é a superposição (soma) dos campos gerados por cada uma das cargas no ponto r. Pergunta? E( r) = n m=1 Q m 4πε 0 r rm 2 2 âm Como fica E devido a uma distribuição espacial de cargas? Q 1 r 1 Q 2 r 2 Origem r r n Q n

- Eletrostática Densidade Volumétrica de Cargas A densidade volumétrica de cargas é um campo escalar que tem unidades de carga por unidade de volume. ρ v = dq dv [C / m 3 ] Para calcular a carga total em um volume com densidade volumétrica ρ v (r ), integramos ρ v ao longo do volume. Q = vol. ρ v r ' ( )dv' ρ v r ' ( ) 3 vol.

- Eletrostática Campo Elétrico de uma densidade volumétrica de cargas O campo elétrico gerado por uma distribuição volumétrica de carga é obtido de forma similar à superposição do campo de cargas pontuais. Como a distribuição é contínua, a carga Q(r ) no elemento diferencial dv é substituída por Q(r ) = ρ v (r )dv e o somatório é substituído pela integral volumétrica E ( r " ) = 1 4πε 0 Como definido anteriormente, o vetor unitário é: â R = vol. ( r ')dv' r r. â ' 2 R ρ v r r ' r r ' 4

- Eletrostática Densidade Linear de Cargas A densidade linear de cargas é um campo escalar que tem unidades de carga por unidade de comprimento. = dq dl [C / m] Uma linha ou caminho de cargas com densidade linear é uma abstração e não possui espessura. Para calcular a carga total em um caminho com densidade linear (r ), integramos ao longo do caminho l. Q = l 5 r ' ( )dl' l r ' ( )

- Eletrostática Campo Elétrico de uma Linha Infinita de Cargas Problema: Calcular o campo em um ponto P devido a uma linha infinita com densidade uniforme de cargas. O campo elétrico é: E = 1 4πε 0 d' â R 2 R O vetor a R, em coord. Cartesianas fica: senθ â â R = cosθâ ρ senθâ â R θ (1) r ' â R R = r r ' r θ P r ' = 'â r = ρâ ρ cosθ â ρ 6

- Eletrostática Campo Elétrico de uma Linha Infinita de Cargas E = 1 4πε 0 d' â R 2 R Para facilitar a integração podemos faer um a mudança de variáveis ( à θ): ' = ρ tanθ O elemento diferencial d fica: ( ) d' = ρ d tanθ dθ Substituindo sec θ = R/ρ: d' = R ρ 2 dθ = ec 2 θdθ dθ (2) r ' â R R = r r ' r θ P r ' = 'â r = ρâ ρ 7

- Eletrostática Campo Elétrico de uma Linha Infinita de Cargas E = 1 4πε 0 d' â R 2 R Substituindo o elem. diferencial d, o vetor unitário a R e a distância R = R na epressão para E: E = 1 4πε 0 π 2 π 2 R 2 R 2 ρ d θ cosθâ ρ senθâ r ' â R R = r r ' r θ P Note a troca no limite de integração: < ' < π 2 <θ < π 2 r ' = 'â r = ρâ ρ 8

- Eletrostática Campo Elétrico de uma Linha Infinita de Cargas E = 1 4πε 0 d' â R 2 R A integral fica: E = ( ) 4πε 0 ρ senθâ ρ cosθâ O Campo Elétrico de uma linha infinita só tem componente radial, e cai com o inverso da distância da linha. E = 2πε 0 ρ âρ π 2 π 2 r ' â R r R = r r ' θ E P r ' = 'â r = ρâ ρ E ρ 9

- Eletrostática Densidade Superficial de Cargas A densidade superficial de cargas é um campo escalar que tem unidades de carga por unidade de área. ρ S = dq ds' [C / m 2 ] Uma linha superfície de cargas com densidade superficial ρ S é uma abstração e não possui espessura. Para calcular a carga total em uma superfície com densidade ρ S (r ), integramos ao longo da superfície S. Q = S' r ' ( )ds' ρ S r ' ( ) 10 S '

- Eletrostática Campo Elétrico de um Plano Infinito de Cargas Problema: Calcular o campo em um ponto P devido a uma superfície infinita com densidade uniforme de cargas no plano ( = 0). O campo elétrico é a soma da contribuição de todas as linhas com largura infinitesimal d : E = 2πε 0 R d'.cosθ. â Podemos reescrever cosθ usando: cosθ = 2 + (') 2 P θ ' d' R = 2 + (') 2 11

- Eletrostática Campo Elétrico de um Plano Infinito de Cargas E = 2πε 0 R d'.cosθ. â Substituindo cosθ e R na equação acima: E = 2πε 0 d'. â 2 + (') 2 ' d' A integral do termo entre parênteses é: E = E = tan 1 ' 2πε 0 Substituindo os limites de integração: ρ s π 2πε 0 2 π â 2 12 P θ R = 2 + (') 2

- Eletrostática Campo Elétrico de um Plano Infinito de Cargas E = O Campo Elétrico do lado > 0 é uniforme: E = 2ε 0 2πε 0 R d'.cosθ. â â ' d' O resultado acima pode ser generaliado para uma superfície em qualquer outra posição do plano cartesiano: E = 2ε 0 â N P θ R = 2 + (') 2 13

- Eletrostática Linha Infinita de Cargas transladada Como fica, em coordenadas cartesianas. a epressão para o campo gerado por uma linha infinita de cargas se a linha não está mais situada em ( = 0, = 0)? Nós vimos que: ρ E = l 2πε 0 ρ âρ Se transladarmos a linha para (, ), o vetor unitário na direção radial fica: ' E ρ â ρ = ( ' )â + ( ' )â ( ' ) 2 + ( ' ) 2 1/2 ' â ρ ρ P (, ) 14

- Eletrostática Linha Infinita de Cargas transladada A distância radial e torna: ρ = ( ' ) 2 + ' ( ) 2 ρ E = l 2πε 0 ρ âρ 1/2 O campo gerado no ponto P, para a linha infinita orientada na direção em (, ) é: E = ( ' )â + ( ' )â 2πε 0 ρ ' ( ) 2 + ( ' ) 2 ' â ρ ' ρ E ρ P (, ) 15

- Eletrostática Eemplo Uma placa quadrada descrita por -2 2m, -2 2m e = 0 está carregada com 12 mc/m 2. Determine a carga total na placa e a intensidade de campo elétrico E no ponto (0, 0, 10)m. 16