O filamento de uma lâmpada incandescente tem uma resistência de
e conduz uma corrente contínua de 1 A . O filamento tem comprimento
e raio
. (a) Calcule a intensidade da onda na superfície do filamento. (b) Encontre as amplitudes dos campos eléctricos e magnéticos. (c) Determinar a densidade média de energia da onda. Observação: A área lateral do filamento é
. R: (a)
; (b)
e 5,27.10
; (c)
.
Passo 1
O enunciado dá um filamento de lâmpada com resistência
percorrido por corrente contínua
. O comprimento é
e o raio
. A área lateral vale
O conteúdo aqui é radiação eletromagnética: assumimos que toda a potência dissipada se irradia pela superfície lateral, definindo a intensidade média da onda como
e as amplitudes dos campos são obtidas pelas relações de onda livre em vácuo. A densidade média de energia é
Passo 2
Calculamos primeiro a potência dissipada e a área lateral:
Logo a intensidade média é
Passo 3
Para uma onda eletromagnética em vácuo vale
onde
é a amplitude do campo elétrico. Assim
E a amplitude do campo magnético
satisfaz
, logo
Passo 4
A densidade média de energia da onda é
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)