A densidade de potencia da luz solar é aproximadamente
. Qual o valor rms da componente magnética associada?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A densidade de potência da luz solar é dada como aproximadamente
. Queremos encontrar o valor rms (raiz média quadrática) da componente magnética associada a essa luz. Aqui, vamos precisar usar conceitos de eletromagnetismo, especificamente sobre ondas eletromagnéticas e a relação entre os campos elétrico e magnético.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a densidade de potência (
) de uma onda eletromagnética está relacionada aos campos elétrico (
) e magnético (
) pela fórmula:
Isso significa que a densidade de potência é o produto dos campos elétrico e magnético.
Passo 3
Sabemos também que, no vácuo, os campos elétrico e magnético estão relacionados pela impedância do vácuo (
), que é aproximadamente
. A relação é:
Isso nos permite expressar
em termos de
.
Passo 4
Substituindo
na primeira equação, temos:
Queremos encontrar
, então vamos reorganizar a equação:
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores conhecidos. A densidade de potência
é
e
:
Resposta
O valor rms da componente magnética associada é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Um solenoide de raio
com
densidade de voltas por unidade de comprimento. A corrente que atravessa o solenóide varia com o tempo de forma senoidal como
. O campo magnético no solenóide é dado por
, portanto, varia também com o tempo. Assim calcule: Calcule o campo magnético total no interior do solenóide. Calcule a razão entre
. Compare o tempo de variação da corrente o tempo que a luz demora para cruzar o solenóide, de forma que para
cotidianos o valor do campo total pode ser dado na forma de
.
Uma bobina curta de 25 voltas (bobina 1) com área frontal de
é colocada no interior de uma bobina longa (bobina 2), próxima de seu centro. Os eixos das bobinas coincidem. Faz-se variar a corrente na bobina 2 de modo que o campo magnético na mesma varie a taxa constante de 150 mT em um sentido para 150 mT no sentido oposto, em 75 ms . Determine: (a) a variação do fluxo
associada a cada volta da bobina 1 no intervalo de tempo de 75 ms ;
Calcule o campo magnético no espaço livre, associado a componente elétrica da onda dada por
y)
.
Uma bobina curta de 25 voltas (bobina 1) com área frontal de
é colocada no interior de uma bobina longa (bobina 2), próxima de seu centro. Os eixos das bobinas coincidem. Faz-se variar a corrente na bobina 2 de modo que o campo magnético na mesma varie a taxa constante de 150 mT em um sentido para 150 mT no sentido oposto, em 75 ms . Determine: (b) a fem induzida na bobina 1.