Determine: A orientação da corrente. Em um certo local das Filipinas, o campo magnético da Terra tem um módulo de 39
, é horizontal e aponta exatamente para o norte. Suponha que o campo total é zero 8,0
acima de um fio longo, retilíneo, horizontal que conduz uma corrente constante.
Passo 1
Então, a gente tem um exercício que pede para descobrir para qual direção está indo a corrente em um fio longo e reto. O que sabemos é que o campo magnético da Terra naquele lugar é de 39 μT, está horizontal e apontando para o norte. Além disso, 8 cm acima desse fio, o campo magnético total é zero. Para resolver isso, vamos precisar entender como um fio com corrente cria um campo magnético ao redor e como isso interage com o campo da Terra.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que um fio retilíneo e longo que conduz corrente cria um campo magnético ao redor dele. Esse campo pode ser calculado usando a lei de Ampère, e a fórmula para o módulo do campo magnético a uma distância
do fio é:
onde
é a permeabilidade do vácuo (
) e
é a corrente no fio.
Passo 3
Agora, sabemos que o campo magnético da Terra está apontando para o norte e é horizontal. Queremos que, 8 cm acima do fio, o campo total seja zero. Isso significa que o campo criado pelo fio deve cancelar exatamente o campo da Terra naquele ponto.
Passo 4
Para que os campos se cancelem, eles devem ter a mesma intensidade mas direções opostas. Então, o campo do fio
deve ser igual em módulo e oposto ao campo da Terra
:
Substituindo os valores:
Onde
.
Passo 5
Vamos resolver para
:
Substituindo os valores:
A corrente precisa criar um campo magnético que aponta para o sul para cancelar o campo da Terra que aponta para o norte. Usamos a regra da mão direita: se o campo do fio está para o sul, a corrente deve estar indo de baixo para cima, ou seja, de oeste para leste.
Resposta
A corrente no fio está fluindo de oeste para leste.