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Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 27.1 - Ex. 95

Uma balança de corrente é construído da seguinte maneira: uma sessão retilínea de fio com 10,0 cm de comprimento e colocada no topo da bandeja de uma balança eletrônica (figura 27-69). Esta seção de fio é conectada em série com uma fonte de energia e com uma sessão horizontal de fio longo e retilíneo que é paralela ao primeiro e Está posicionado diretamente acima dele. A distância entre os dentes centrais dos dois fios É 2,00 cm. A fonte de energia gera uma corrente nos fios. Quando a fonte ligada, a leitura na balança aumenta por 5,0 Miligramas. Qual é a corrente no fio? miligramas. Qual é a corrente no fio

Passo 1

A força atuando no fio inferior é dada por , onde I é a corrente no cabo inferior, l é o comprimento do cabo na balança, e B é a força do campo magnético no local do cabo devido à corrente no fio superior. Podemos aplicar a lei de Ampère para encontrar B na localização do cabo na bandeja da balança.

A força experimentada pelo cabo inferior é dado por:

F = I l B

Aplicar a lei de Ampère a um caminho circular de raio r centrado no cabo superior para obter:

B 2 π r = μ 0 I C = μ 0 I

B = μ 0 I 2 π r

Passo 2

Substituindo na primeira equação:

F = I l μ 0 I 2 π r

F = μ 0 l I 2 2 π r

Para obter I:

I = 2 π r F μ 0 l

Note que a força F é a lida na balança, então substituindo tudo:

I = 2 π 2   c m 5 × 10 - 6   k g 4 π × 10 - 5 N A 2 10   c m

I = 2,24   A

Resposta

I = 2,24   A

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