Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 32.4 - Ex. 23
Um fio de prata tem uma resistividade e uma seção reta de . A corrente no fio é uniforme e varia à taxa de quando a corrente é . (a) Determine o módulo do campo elétrico (uniforme) no fio quando a corrente é . (b) Determine a corrente de deslocamento no fio nesse instante. (c) Determine a razão entre o módulo do campo magnético produzido pela corrente de deslocamento e o módulo do campo magnético produzido pela corrente a uma distância do fio.
Passo 1
E aí, pessoal! 😊
O problema fala de um fio condutor em que passa uma corrente que varia no tempo.
No item (a) devemos calcular o campo elétrico (que é uniforme nesse instante) no fio quando a corrente é .
No item (b) queremos obter a corrente de deslocamento no fio nesse instante.
Já no item (c) temos que determinar a razão entre o módulo do campo magnético produzido pela corrente de deslocamento e o módulo do campo magnético produzido pela corrente a uma distância do fio.
Muita coisa, né? 😬
Vamos analisar cada caso separadamente...
Passo 2
Para o item (a), precisamos lembrar da lei de Ohm do capítulo 26:
Assim,
Usando , e :
Tranquilo até aqui? 😉
Passo 3
Como a corrente varia no campo, o elétrico também vai variar, fazendo aparecer uma corrente de deslocamento que induz um campo magnético. Para calcular essa corrente de deslocamento, lembre-se que
O fluxo elétrico é dado por
Portanto,
Usando :
Bacana, né? 😁
Passo 4
Essa corrente de deslocamento vai induzir um campo magnético dado por
Já o campo devido a corrente que passa no fio:
Assim, a razão dos campos será
Logo,
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