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Fórmula que fornece Δt em termos de B, de m e do módulo q da carga de cada partícula.
Fórmula que fornece Δt em termos de B, de m e do módulo q da carga de cada partícula.
Uma partícula neutra ( carga total nula ) está em repouso em um campo magnético uniforme B. Em um dado instante, ela se desintegra em duas partículas eletrizadas, P1 e P2, de mesma massa m, que partem em sentidos opostos com velocidades perpendiculares a B. Decorrido um intervalo de tempo Δt após a desintegração, P1 e P2 colidirão. sem ter saído do campo.
Como a partícula que se desintegrou era neutra, as cargas nas partículas P1 e P2 devem ser +q e -q ( conservação da carga elétrica ). Além disso, como a quantidade de movimento do sistema era inicialmente nula, P1 e P2 devem ter, logo após a desintegração, velocidades iniciais de mesmo módulo vo, mas de sentidos contrários, como mostra a figura a seguir ( lembre-se de que P1 e P2 têm a mesma massa m ).
É importante lembrar que ... [ Imagem ]
O período T corresponde ao período do movimento circular, em uma trajetória helicoidal em consequência da superposição de dois movimentos, v(x) e v(y) é: [ Imagem ]
Em virtude da ação do campo B, P1 e P2 descrevem trajetórias circulares de mesmo raio e em sentidos contrários e colidirão no ponto P. Vemos, então, que o tempo Δt solicitado é igual a metade do período T do movimento circular de cada partícula.
Linhas de indução do campo magnético criado pela corrente que passa em um condutor reto e comprido.
Linhas de indução do campo magnético criado pela corrente que passa em um condutor reto e comprido.
As linhas de indução são círculos com centro sobre o fio. [ Imagem ]
TEORIA - INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
TEORIA - INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
P. Hewitt 456 ( TERMOS-CHAVE )
Indução Eletromagnética - A indução de uma voltagem quando um campo magnético varia com o tempo. Se o campo magnético no interior de um caminho fechado variar de alguma maneira, uma voltagem será induzida através do caminho.
Voltagem induzida ≈ área de uma espira x ( ∆ variação do campo magnético / ∆ tempo )
Esse é o enunciado da lei de Faraday ( se múltiplas espiras forem ligadas juntas formando uma bobina, a voltagem induzida será multiplicada pelo número de espiras formadas ). A indução de voltagem é, de fato, o resultado de um fenômeno mais fundamental: a indução de um campo elétrico.
Lei de Faraday - Um campo elétrico é criado em qualquer região do espaço onde houver um campo magnético variando com o tempo. A intensidade do campo elétrico induzido é proporcional à taxa com a qual o campo magnético varia. A direção do campo induzido é perpendicular à do campo magnético variável.
Gerador – Um dispositivo que usa a indução eletromagnética para produzir uma corrente elétrica, girando uma bobina dentro de um campo magnético estacionário. Um gerador converte energia mecânica em energia elétrica.
Transformador – Um dispositivo que transfere potência elétrica de uma bobina para outra, por meio da indução eletromagnética, a fim de transformar a voltagem de um valor para outro.
Contrapartida de Maxwell da lei de Faraday – Um campo magnético é criado em qualquer região do espaço onde houver um campo elétrico variando com o tempo. A intensidade do campo magnético induzido é proporcional à taxa na qual o campo elétrico varia. A direção do campo magnético induzido é perpendicular à direção do campo elétrico variável.
Excitação - O processo de impulsionar um ou mais elétrons de um átomo de um nível de energia mais baixa para um de energia mais alta. Um átomo que esteja num estado excitado normalmente decairá (relaxará) rapidamente para um estado mais baixo, pela emissão de um fóton. A energia do fóton é proporcional a sua frequência: E = hf. ( P. Hewitt 577 )
QUESTÕES PARA ESTUDAR
QUESTÕES PARA ESTUDAR
QUESTÃO 01 ( P. Hewitt 447 ) A indução eletromagnética ( IEM ) constitui uma fonte de energia? RESPOSTA!
QUESTÃO 02 ( P. Hewitt 448 ) O que acontece quando um bit de informação, gravado magneticamente sobre um disco de computador que está girando, passa pelo cabeçote de leitura contendo uma pequena bobina?
SOLUÇÃO 02 – A alteração do campo magnético dentro da bobina induz uma voltagem. Desta maneira, a informação do bit gravada magneticamente no disco é convertida em um sinal elétrico.
QUESTÃO 03 ( P. Hewitt 448 ) Ao empurrar um ímã para o interior de uma bobina com muitas espiras ligada a um resistor, você experimentará uma força que resiste ao empurrão aplicado. Por que esta resistência é maior em uma bobina que possui mais espiras?
SOLUÇÃO 03 – Simplesmente porque uma quantidade maior de trabalho será necessária para fornecer mais energia a ser dissipada pela corrente no resistor. Você pode encarar isso também de outra maneira: quando você empurra o ímã para dentro da bobina, você faz com que a bobina se transforme num ímã ( um eletroímã ). Quanto mais espiras houver na bobina, mais forte é o eletroímã produzido, e mais força ele faz contra o ímã que você está empurrando. ( Se a bobina, que é um eletroímã, atraísse o ímã ao invés de repeli-lo, energia estaria sendo criada do nada e a lei da conservação da energia estaria sendo violada. Portanto, a bobina deve repelir o ímã. )
Um transformador básico.
Um transformador básico.
QUESTÃO 04 ( P. Hewitt 452 ) Quando a chave do primário na figura abaixo ( Um transformador básico), é aberta ou fechada, o galvanômetro no secundário registra uma corrente. Mas quando a chave permanece fechada, não se registra corrente alguma no galvanômetro. Por quê?
SOLUÇÃO 04 - Quando a chave permanece fechada, existe uma corrente constante ou estacionária no primário, e um campo magnético estacionário em torno da bobina. Esse campos se estende até o secundário, mas a não ser que o campo varie, não ocorrerá indução eletromagnética no secundário.
QUESTÃO 05 ( P. Hewitt 453 ) a) Se 100 V alternados são aplicados ao primário de um transformador que possui 100 voltas, qual será a voltagem de saída se o secundário possuir 200 voltas?
SOLUÇÃO 05 a) – A partir da relação 100 V / 100 voltas do primário = x V / 200 voltas do secundário. Pode-se ver que x = 200 V.
b) Supondo que a resposta para a questão anterior seja 200 V, e que o secundário esteja ligado a uma lâmpada de holofote com resistência de 50 Ω, qual será a CA no circuito do secundário?
SOLUÇÃO 05 b) A partir da lei de Ohm, 200V / 50 Ω = 4 A. ( V/R = I )
c) Qual é a potência no secundário?
SOLUÇÃO 05 c) Potência = voltagem x corrente, P = V.i ; 200 V x 4A = 800 W
d) Qual é a potência no primário?
SOLUÇÃO 05 d) Pela lei da conservação da energia, a potência no circuito do primário é a mesma, 800 W.
e) Qual é a CA no primário?
SOLUÇÃO 05 e) 8A, de modo que ( 100 V x ? A = 800 W ).
f) A voltagem foi elevada, enquanto a corrente foi abaixada. A lei de Ohm afirma que um aumento na voltagem produzirá um aumento na corrente. Existe alguma contradição aqui, ou a lei de Ohm não se aplica a circuitos que incluam transformadores?
SOLUÇÃO 05 f) A lei de Ohm continua bem viva. A voltagem induzida através do circuito secundário, dividida pelo que se conhece no “jargão como carga” ( a resistência) do circuito secundário, é igual à corrente do circuito do secundário. No primário, por outro lado, não existe uma resistência propriamente dita. O que “resiste” à circulação de uma corrente no primário é a transferência de energia para o secundário.
Questão 06 ( P. Hewitt 456_01 ) Exatamente o que Michael Faraday e Joseph Henry descobriram? Resposta!
Questão 07 ( P. Hewitt 456_02 ) Que variação precisa existir para que ocorra indução eletromagnética? Resposta!
Questão 08 ( P. Hewitt 456_03 ) Além da voltagem induzida, do que depende a corrente elétrica produzida por indução eletromagnética? RESPOSTA!
Questão 09 ( P. Hewitt 456_04 ) Quais são as três maneiras de induzir uma voltagem em um fio? RESPOSTA!
Questão 12 ( P. Hewitt 566 ) Suponha que um amigo sugira que, para um bom funcionamento, os átomos do gás neônio no interior de um tubo deveriam ser periodicamente substituídos por átomos “frescos”, pois a energia dos átomos tende a se exaurir com a contínua excitação dos mesmos, produzindo uma luz cada vez mais fraca. O que você diz a respeito? Resposta!
Questão 01 (UNICAMP 2014 - adaptada) ( SEEMG PET-4 117_03 ) A tecnologia de telefonia celular 4G passou a ser utilizada no Brasil em 2013, como parte da iniciativa de melhoria geral dos serviços no Brasil ... Resposta!
RADIAÇÃO
RADIAÇÃO
Questão 01 ( P. Hewitt 618 ) Imagine que lhe sejam dadas três rochas radioativas – uma emissora alfa, outra emissora beta e uma terceira que emite radiação gama. Você pode atirar para longe uma delas, mas das duas restantes, uma você deve manter em sua mão e a outra no seu bolso. Que escolha você pode fazer a fim de diminuir sua exposição à radiação? Resposta!
Efeito indireto da radiação
Efeito indireto da radiação
O efeito indireto da radiação é aquele provocado pela ação da radiação sobre as moléculas de H2O no interior da célula, quebrando-as e gerando os radicais livres que irão reagir com o DNA e outras moléculas. ( pág. 40 [1] )
[1] Marcelo Henrique Mamede; Tecnologia Radiológica; 1.ed. Rio de janeiro; MedBook, 2019
Questão 02
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