Questões de Concurso Público CEFET-RJ 2014 para Engenheiro Eletricista

Uma espira circular condutora de raio a [m] é colocada em uma região de campo magnético uniforme dado por B = u_zB_ocos(ωt) [T], onde u_z é o vetor unitário na direção z, ω é a frequência angular em rad/s, e t é o tempo em segundos, conforme mostrado na Figura abaixo.

                  

A expressão da força eletromotriz induzida na espira, em volts, é:

Um núcleo magnético toroidal tem raio médio de 20 cm, seção reta circular com raio de 2 cm e permeabilidade relativa μ_r = 1.000. Esse núcleo é enrolado com 2.500 espiras de fio condutor através das quais circula uma corrente constante ( DC ) de I [ A ].

O valor da corrente I, em ampères, para produzir, no núcleo, um fluxo magnético de 2π10^-6 [Wb] é:

Dado:
μ₀ = 4π10^-7[ H/m]

Um capacitor de placas circulares paralelas é preenchido com um dielétrico de permissividade ε₀[F/m] e permeabilidade μ₀ [H/m]. Considere-se que uma voltagem v(t)=V_ocos(ωt)[V] é aplicada entre as placas, conforme mostra a Figura abaixo. Dado que o raio a [m] das placas circulares é muito maior que a distância d [m] entre estas (a>>d), a intensidade do campo elétrico, variável no tempo, no interior do capacitor, é essencialmente uniforme.

                        

Dados:
ω: frequência angular em rad/s;
r: distância radial, em metro, em relação a um eixo imaginário (z) que passa pelos centros das placas.

Considerando-se a simetria circular das placas do capacitor, a expressão da intensidade de campo magnético H [A/m], na região entre as placas, em um raio r (r < a), é:

Dois capacitores de ar (permissividade ε₀ [F/m]) de placas paralelas, ideais e idênticos, são conectados em série. Essa associação em série é mantida a uma diferença de potencial constante de 50 V até que os capacitores estejam completamente carregados; em seguida, a bateria de 50 V é desconectada da associação de capacitores, e uma folha plana dielétrica, com área idêntica à das placas dos capacitores, permissividade relativa ε_r = 10 e espessura igual a um décimo da separação de ar entre as placas do capacitor, é introduzida paralelamente entre as placas em um dos capacitores.

O valor da diferença de potencial, em volts, entre as placas do capacitor modificado pela introdução da folha dielétrica será de

No circuito RLC da Figura abaixo, todos os componentes são considerados ideais, a chave ch está aberta, e tanto o capacitor como o indutor estão inicialmente descarregados. A chave é fechada em t = 0, e fazem-se as medidas das correntes I₁ e I₂. Em seguida, espera- se o circuito entrar em regime permanente e fazem-se novamente as medidas de I₁ e I₂.

                  

Os valores, em mA, de I₂ em t = 0 e de I₁ em regime permanente, respectivamente, são