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 o fluxo magnético no interior do solenóide.
Determine o fluxo magnético no interior do solenóide.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a pergunta está pedindo. Você tem um solenóide com 20 espiras de cobre, comprimento de 10 cm e diâmetro de 2 cm, conectado a uma bateria de 12 V e um resistor de 10 Ω. Queremos descobrir qual é o fluxo magnético dentro desse solenóide. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de eletricidade básica (como a Lei de Ohm) e de magnetismo (como o campo magnético em um solenóide).
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a corrente elétrica que está passando pelo circuito. Para isso, usamos a Lei de Ohm, que relaciona a tensão (V), a resistência ® e a corrente (I) da seguinte forma:
Onde:
-
(tensão da bateria) -
(resistência do resistor)
Substituindo os valores:
Então, a corrente que passa pelo circuito é de 1,2 Amperes.
Passo 3
Agora, vamos calcular o campo magnético dentro do solenóide. A fórmula para o campo magnético
em um solenóide longo é dada por:
Onde:
-
(constante de permeabilidade magnética do vácuo) -
é o número de espiras por unidade de comprimento -
(corrente elétrica que calculamos)
Primeiro, vamos encontrar
:
Agora, substituindo na fórmula do campo magnético:
Passo 4
Com o campo magnético
encontrado, vamos calcular o fluxo magnético
através do solenóide. O fluxo magnético é dado por:
Onde
é a área da seção transversal do solenóide. Como o solenóide tem formato cilíndrico, a área
é:
Dado que o diâmetro
, então:
Passo 5
Agora, multiplicamos o campo magnético
pela área
para encontrar o fluxo magnético
:
Resposta
O fluxo magnético no interior do solenóide é aproximadamente
.
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(a) Escreva a configuração eletrônica do átomo de H.
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Considere uma espira condutora retangular
com lados
e
, localizada no plano
entre dois fios paralelos 1 e 2 como indicado na figura. A espira fica a distancia
de cada fio. Os fios 1 e 2 têm corrente
e
com sentido dos
positivos conforme a figura. Escolhemos o elemento de área de
apontando na direção dos
positivos.
Encontre o fluxo magnético total passando por devido aos fios 1 e 2.
Encontre o fluxo magnético total passando por
Um fio condutor estreito tem um outro fio condutor de comprimento
e massa
suspenso pelas duas molas iguais, cada uma com o coeficiente de Hooke
(veja figura). Considere que os dois fios condutores estão a uma distância inicial
, onde
, sendo
o comprimento da mola relaxada. Sem nenhuma corrente passando nos fios, a posição de equilíbrio é tal que
.
Ligamos no fio comprido uma corrente e no fio curto uma corrente
no mesmo sentido. Calcule o campo magnético gerado pelo fio comprido. [Dica: Para simplificar as contas, considere o fio comprido infinito.]
Ligamos no fio comprido uma corrente