Uma corrente I percorre o condutor interno de um cabo coaxial longo e retorna pelo condutor externo. Qual o campo magnético na região externa ao cabo coaxial e qual o porquê?
Resp. H= 0 externamente ao cabo coaxial porque a corrente resultante envolvida pelo contorno ampèriano é zero.
Resp. H= 0 externamente ao cabo coaxial porque a corrente resultante envolvida pelo contorno ampèriano é zero.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um cabo coaxial longo com uma corrente
que percorre o condutor interno e retorna pelo condutor externo. Precisamos determinar o campo magnético na região externa ao cabo coaxial e entender o motivo desse comportamento. Para resolver isso, vamos usar a Lei de Ampère da eletromagnetismo.
Passo 2
A Lei de Ampère relaciona o campo magnético
ao redor de um caminho fechado com a corrente total
que passa por esse caminho. A fórmula da Lei de Ampère é:
Aqui,
representa a integral ao longo de um caminho fechado.
Passo 3
No cabo coaxial, temos dois condutores: o interno, com corrente
, e o externo, com corrente que retorna
. Isso significa que, para qualquer caminho fechado que envolva o cabo na região externa, a corrente total que passa por esse caminho é a soma das correntes nos dois condutores.
Passo 4
Calculando a corrente total encerrada pelo caminho:
A corrente interna
é anulada pela corrente externa
.
Passo 5
Substituindo
na Lei de Ampère:
Isso indica que o campo magnético
na região externa ao cabo coaxial é zero.
Resposta
O campo magnético na região externa ao cabo coaxial é
porque a corrente total encerrada pelo contorno ampèriano é zero.
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e
.