Eletromagnetismo e Circuitos

Jaime E. Villate e Luís Martelo. Universidade do Porto, Portugal,
ISBN: 978-972-752-350-4. Segunda edição, 2025.

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Formulário de Eletromagnetismo e Circuitos

1. Força elétrica

Fji=kqjqirj/i2r^j/i   F=qE   E(r)=kqr2r^

2. Cálculo do campo elétrico

E(r)=ki=1Nqi(rri)|rri|3   E(r)kCrr|rr|3λ(r)ds

E(r)=kSrr|rr|3σ(r)dA   ΨS=SE·dA

SE·dA=4πkqint   Eplano=2πkσn^   Efio(ϱ)=2kλϱϱ^

Exy=Eyx   Exz=Ezx   Eyz=Ezy

3. Potencial eletrostático

V=kqr   VQVP=PQE·dr   E=V   V(r)=i=1Nkqi|rri|

4. Energia eletrostática e capacidade

Ue=qV   ΔEc+ΔEp=Wnc   Ec=12mv2

γ=11v2/c2   γ=1+Ecmc2   Ue(r)=kq1q2r

Ccondutor=QVC=KQΔV   Ue=12Q2C=12CΔV2   Cplano=KA4πkd

Cesférico=Kabk(ba)   1Cs=   1C1+1C2++1Cn   Cp=C1+C2++Cn

5. Força eletromotriz corrente e resistência

|I|=|ΔQ|Δt   ΔQ=t1t2I(t)dt   J=|ρ|v=IA

J=ρv   P=ΔVI   P=εI

R=ρeA   ΔV=RI   P=RI2=ΔV2R

R=R20[1+α20(T20)]   ΔVgerador=εrI   ΔVrecetor=ε+rI

Rs=R1+R2++RN   1Rp=1R1+1R2++1RN   Rp=R1R2R1+R2

6. Circuitos de corrente contínua

Ri=RijRikR12+R23+R13   ΔVi=RiRsΔV   Ij=RpRjI

7. Força magnética

Fm=q(v×B)   F=q(E+v×B)   Fm=I×B

ω=|q|Bm  r=vω=mv|q|B   M=m×B   m=IAn^

8. Cálculo do campo magnético

B(r)=kmPQI×(rr)|rr|3ds   Bfio inf.(ϱ)=2kmIϱϕ^

CB·dr=4πkmIC   Bsol. inf.=4πkmnI   F21l2kmI1I2d

9. Indução eletromagnética

Ei=v×B   εi=l|v×B|   ΦS=SB·dA   εi=dΦdt

εi=LdIdt   ΔV=LdIdt   Id=14πkSEt·dA

10. Circuitos de corrente alternada

V(t)=Vmáxcos(ωt+φ)   𝐕=Z𝐈   Z=R(ω)+iX(ω)   Vmáx=|Z|Imáx

φV=φZ+φI   ZR=R   ZC=1iωC=1ωCπ2   ZL=iωL=ωLπ2

Zs=Z1+Z2   Zp=Z1Z2Z1+Z2   Vef=Vmáx2   Ief=Imáx2

P¯=12VmáxImáxcosφZ   𝐕out=(ω)𝐕in

11. Ondas eletromagnéticas

·E=4πkρ   ·B=0   ×E=Bt   ×B=4πkmJ+kmkEt   c2=kkm

Constantes

Unidade de carga elementare=1.602×1019 C
Constante de Coulombk=8.988×109N·m2C2
Constante magnéticakm=107NA2
Velocidade da luz no vácuoc=2.998×108 m/s
Massa do eletrãome=9.109×1031 kg
Massa do protãomp=1.673×1027 kg
Aceleração padrão da gravidade g=9.807ms2