Hoje, 30/01, aula 18 da disciplina de Instrumentação II-UFCG-2025.2, iniciando fazendo uma revisão da lei de Ampère, segue algumas questões sobre eletrodinâmica, com a lista VII parcialmente resolvida. Veremos também a lei de Biot Savart.
Email: rafael@df.ufcg.edu.br
Após Oersted, em 1820, descobri por acaso que um circuito com corrente elétrica gera um campo magnético, Biot-Savart formularam a equação integral que fornece o campo magnético em termos da corrente elétrica. Em seguida Ampère formulou a equação para corrente estacionária de uma forma mais elegante. Ambas leis relaciona o campo magnético com a corrente elétrica em um fio. Porém , Maxwell mostrou que essas leis não valem para campos elétricos variando no tempo. Após Faraday mostrar que um campo magnético variando no tempo produz um campo elétrico, f
Maxwell modificou a lei circuital de Ampère, a qual passou a ser chamada de lei de Ampère-Maxwell.
André-Marie Ampère (20/01/1775 – 10/06/1836) inventou o galvanômetro e um princípio de telegrafia
elétrica o qual foi realizado pela primeira vez por Carl Friedrich Gauss e Eduard Weber. Além das
pesquisas sobre a geração de campo magnético por correntes em condutores, Ampère levantou também a
hipótese de que moléculas podem conter correntes que geram campo magnético.
Jean-Baptiste Biot (21/04/1774 - 03/02/1862) pesquisou sobre diversos assuntos; o campo magnético da
Terra, meteoritos, luz polarizada, gravimetria e geodésia.
Félix Savart (30/06/1791 – 16/03/1841)) pesquisou sobre cordas vibrantes de violinos e descobriu
segredos da construção dos bons violinos.
Lei de Ampére
Faremos um resumo sobre a lei de Ampère para o campo magnético devido a um fio com corrente $i$. Veja a seguir também a lista VII completa de exercícios, contendo 10 questões, sendo 3 resolvidas, usando os comandos do processador de texto Latex, sendo algumas questões do ENEM. A versão em PDF será enviada para o grupo do whatsapp da turma dessa disciplina.
DICAS SOBRE PROCESSADOR DE TEXTO LATEX
Exemplo, uma fração no Latex, é dada por $\frac{x^2-4}{x-2}=x+2.$ Os comandos matemáticos dentro do texto vem entre $...$. Se for para aparecer centralizado usa-se a equação entre dois símbolos $$. Os acentos vem acompanhados da barra invertida.
A Lei circuital de Ampère fornece o campo magnético circular devido a um fio condutor com corrente $i$ estacionária, na forma integral é dada por
Usando o comando do Latex,
$$
\int \vec B\cdot d\vec \ell=imu_0 i
$$
O lado esquerdo pode ser escrito também por
No ensino médio, torna-se:
∑ B𐊣S=𝝁_0i
$$
\sum \vec B\cdot \vec \Delta\ell=\mu_0 i
$$
Quando o campo magnético for uniforme,
$$
\sum B \Delta\ell cos(\Theta)=\mu_0 i
$$
Com $\Theta$ sendo o ângulo entre o deslocamento $\Delta\ell$ e o campo magnético $\vec B.$
A constante $\mu$ \'e denominada de constante de permeabilidade magnética do meio e $\/mu_0$ no vácuo.
Somando toda a trajetória, obtemos o comprimento de uma circunferência de raio $r$,
$$
\sum B \Delta\ell =2\pi r,
$$
portanto a lei de Ampère torna-se:
$$
B=\frac{\mu_0 i}{2\pi r}.
$$
UAFM-CES-UFCG.
Lista VII- Eletrodinâmica
Curso de Licenciatura em Física
Professor: Rafael de Lima Rodrigues PERÍODO 2025.2
Aluno(a):__________________________________ Atenção! Boa Sorte.
\documentclass[article,aps]{article}
\usepackage{epsfig}
\begin{document}
\noindent{\bf INSTRUMENTA\c{C}\~AO II - LISTA VII}
\noindent{CURSO DE LICENCIATURA EM F\'ISICA-UAE-CES-UFCG}
\noindent{Prof. Rafael de Lima Rodrigues. PER\'IODO 2025.2}
\noindent{\bf Aluno(a): Fazer 7 quest\~oes e refazer 3. \hrulefill Data: 21-06-23}
\vspace{0.5cm}
A primeira questão é uma das aplicações de capacitores em mediciana.
\centerline{\bf Pot\^encia El\'etrica e Tens\~ao El\'etrica}
\vspace{0.5cm}
\noindent 1) Uma quest\~ao na \'area de biotecnologia. Um desfibrilador el\'etrico consta, basicamente, de um capacitor de alta
tens\~ao que, ao ser desligado, faz com que uma corrente el\'etrica passe
pelo cora\c{c}\~ao durante um intervalo de tempo muito curto de modo a restituir
o batimento card\'\i aco ao paciente. O médico aperta um botão e o capacitor \'e energizado por um outro
circuito el\'etrico. Pergunta-se:
a) Se uma corrente el\'etrica de $10A$ for mantida pelo desfibrilador durante
5x$10^{-3}s$, qual a quantidade de el\'etron que passa pelo cora\c{c}\~ao?
Lembre-se da quantiza\c{c}\~ao da carga el\'etrica: $q=ne$, com $e$ sendo
a carga elementar $e=1,6$x$10^{-19}C$ e $n$ um n\'umero
inteiro positivo ou negativo.
b) Nas condi\c{c}\~oes do item a) qual a tens\~ao correspondente se a energia
usada pelo desfibrilador foi 500J?(Considerar efici\^encia $100\%)$. Quest\~ao
da olimp\'\i ada Paulista de F\'\i sica.
\vspace{0.5cm}
