Um solenóide longo e fino consiste em
espiras de cobre próximas uma das outras, com
de comprimento e diâmetro de
. O solenóide é colocado em um circuito com uma bateria de
e um resistor de
(desconsidere efeitos de borda e a resistência do solenoide).
Determine a magnitude do campo magnético produzido (considere
.
Determine a magnitude do campo magnético produzido (considere
Passo 1
Resumo do enunciado: Temos um solenóide com 20 espiras, comprimento de 10 cm, diâmetro de 2 cm, conectado a uma bateria de 12 V com um resistor de 10 Ω. Precisamos determinar a magnitude do campo magnético produzido pelo solenóide.
Conteúdo da matéria: Campo magnético em solenóides e Lei de Ohm.
Vamos precisar das seguintes fórmulas:
- Campo magnético no solenóide:
- Intensidade da corrente elétrica:
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a intensidade da corrente elétrica no circuito.
Usando a Lei de Ohm:
Onde:
Então:
Passo 3
Agora, vamos calcular o número de espiras por unidade de comprimento (
) do solenóide.
Sabemos que o solenóide tem
espiras e comprimento
.
Então:
Passo 4
Com a corrente
e o número de espiras por unidade de comprimento
, podemos calcular o campo magnético
no interior do solenóide usando a fórmula:
Onde:
Substituindo os valores:
Passo 5
Calculando o valor de
:
Primeiro, multiplicamos os números:
Agora multiplicamos pela constante:
Convertendo para unidades apropriadas:
Resposta
A magnitude do campo magnético produzido pelo solenóide é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
(b) Escreva a funcão de onda completa para o estado fundamental do H.
Inicialmente, 2, 71 mols de Gás Perfeito, monoatômico ocupam o volume de
e estão sob pressão de
. A seguir, este gás expande-se isotermicamente até ocupar 18, 0 L e então, ele é aquecido isocoricamente até voltar a pressão de
. Finalmente, este gás é resfriado isobaricamente até retornar ao seu estado inicial. © calcule as temperaturas
e
.
(f) Considere um único átomo de H no estado fundamental, qual é a energia do elétron na presença de um campo magnético
. Nesta situação poderiamos observar experimentalmente o desdobramento Zeeman? Explique.
(f) O Boro (B) tem 5 elétrons, faça a configuração eletrônica. Calcule os possíveis
. Os elétrons de valência para um gás de átomos de
, podem ocupar todos esses
? Explique.