Qual das afirmações abaixo, a respeito do campo magnético no interior (longe da superfície) de um solenoide longo percorrido por corrente, é verdadeira?
a) O campo magnético é zero.
b) O campo magnético é diferente de zero e aproximadamente uniforme.
c) O campo magnético não depende do número de espiras.
d) O campo magnético não depende do valor da corrente.
e) O campo magnético é inversamente proporcional à distância do eixo do solenoide.
a) O campo magnético é zero.
b) O campo magnético é diferente de zero e aproximadamente uniforme.
c) O campo magnético não depende do número de espiras.
d) O campo magnético não depende do valor da corrente.
e) O campo magnético é inversamente proporcional à distância do eixo do solenoide.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que fala sobre o campo magnético dentro de um solenoide longo que está passando corrente. A gente vai usar conceitos de eletromagnetismo, mais especificamente sobre campos magnéticos em solenoides. Precisamos lembrar como é a fórmula do campo magnético dentro de um solenoide e entender as propriedades desse campo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que um solenoide é basicamente uma bobina longa de fio enrolado em espiras. Quando a corrente elétrica passa por esse fio, ela gera um campo magnético ao redor das espiras.
Passo 3
A fórmula para o campo magnético dentro de um solenoide longo é dada por:
onde:
-
é o campo magnético, -
é a permeabilidade do vácuo, -
é o número de espiras por unidade de comprimento, -
é a corrente elétrica.
Passo 4
Observando a fórmula, vemos que o campo magnético
depende diretamente do número de espiras
e da corrente
. Isso nos ajuda a analisar as alternativas.
Passo 5
Analisando as opções:
a) Diz que o campo magnético é zero. Isso não é verdadeiro porque, como vimos, depende de
e
, então não é zero se a corrente estiver passando.
a) Diz que o campo magnético é zero. Isso não é verdadeiro porque, como vimos,
b) Diz que o campo magnético é diferente de zero e aproximadamente uniforme. Isso está correto para um solenoide longo, pois o campo dentro é bem uniforme e diferente de zero.
c) Diz que o campo magnético não depende do número de espiras. Isso está errado, pois
é diretamente proporcional a
.
d) Diz que o campo magnético não depende do valor da corrente. Também está errado, porque
depende diretamente de
.
e) Diz que o campo magnético é inversamente proporcional à distância do eixo do solenoide. Isso não é verdade para um solenoide ideal longo; o campo é uniforme e não depende da distância do eixo.
Resposta
A alternativa correta é a b) O campo magnético é diferente de zero e aproximadamente uniforme.
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a) Da diferença de potencial, diâmetro do fio, comprimento do fio e condutividade do material do fio.
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d) Apenas do diâmetro do fio, do comprimento do fio e da condutividade do material.
e) O módulo do campo elétrico no interior de um material condutor é sempre zero.