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/iF=qEE(r)=kqr2r^

2. Cálculo do campo elétrico

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

E(r)=kSrr'|rr'|3σ(r')dA'ΨS=SE·dA

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

Exy=EyxExz=EzxEyz=Ezy

3. Potencial eletrostático

V=kqrVQVP=PQE·drE=VV(r)=i=1Nkqi|rri|

4. Energia eletrostática e capacidade

Ep=qVΔEc+ΔEp=WncEc=12mv2

γ=11v2/c2γ=1+Ecmc2Ep(r)=kq1q2r

C=QVC=KQΔVCplano=Kϵ0Ad

Cesférico=Kϵ04πabba1Cs=1C1+1C2++1CnCp=C1+C2++Cn

5. Força eletromotriz corrente e resistência

|I|=|ΔQ|ΔtΔQ=t1t2I(t)dtJ=|ρ|v=IA

J=ρvP=ΔVIP=εI

R=ρeAΔV=RIP=RI2=ΔV2R

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

Rs=R1+R2++RN1Rp=1R1+1R2++1RNRp=R1R2R1+R2

6. Circuitos de corrente contínua

Ri=RijRikR12+R23+R13ΔVi=RiRsΔVIj=RpRjI

7. Força magnética

Fm=q(v×B)F=q(E+v×B)ω=|q|Bm

r=vω=mv|q|BM=m×Bm=IAn^

8. Cálculo do campo magnético

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

CB·dr=4πkmICBsol. inf.=4πkmnIF21l2kmI1I2d

9. Indução eletromagnética

Ei=v×Bεi=l|v×B|ΦS=SB·dAεi=dΦdt

εi=LdIdtΔV=LdIdtId=14πkSEt·dA

10. Circuitos de corrente alternada

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

φV=φZ+φIZR=RZC=1iωC=1ωCπ2ZL=iωL=ωLπ2

Zs=Z1+Z2Zp=Z1Z2Z1+Z2Vef=Vmáx2Ief=Imáx2

P¯=12VmáxImáxcosφZ𝐕out=(ω)𝐕in

11. Ondas eletromagnéticas

·E=4πkρ·B=0×E=Bt×B=4πkmJ+kmkEtc2=kkm

Constantes

Unidade de carga elementar:e=1.602×1019 C
Constante de Coulomb k=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 protão mp=1.673×1027 kg
Aceleração padrão da gravidade g=9.807ms2