Enunciado
Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 33.Exercícios e Problemas - Ex. 45
O elemento nióbio, um metal, é um supercondutor (isto é, não apresenta resistência elétrica) em temperaturas abaixo de . Todavia a supercondutividade desaparecerá se o campo magnético na superfície do metal exceder a . Qual é a máxima corrente possível em um fio supercondutor reto, feito de nióbio, com de diâmetro.
Passo 1
Faaaaaala, galera... Tranquileba??
É nos dado o campo magnético e pede-se a corrente. Bom, sabemos que a corrente quando passar num material condutor gera um campo magnético, logo achando o campo magnético, do fio nesse caso, acharemos a corrente máxima possível.
Achemos o campo magnético no fio!
Vamos juntos?
Sabemos que a lei de Bio-Savart é:
E para um fio muito longo, como:
Temos que:
E:
Assim:
Sendo um fio muito longo, logo:
Logo:
De integral simples. Assim, o campo elétrico a uma distância d sobre um fio longo que passa uma corrente é:
E já estamos com o pé na resposta, não?
Bora pro próximo passo!
Passo 2
Como dito, pede-se a corrente I, logo:
Passo 3
Aplicando valores:
Concluímos que: