Enunciado
Física - Moysés - Vol. 3- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 5
No problema anterior, a área da secção reta do anel é de . Calcule:
a) a energia armazenada no interior do ferro;
b) a energia armazenada no entreferro;
c) a auto-indutância do sistema.
Passo 1
A relação para a densidade de energia armazenada no campo magnético é
Mas como , assim
No exercício anterior, encontramos que dentro do ferro:
Além disso, sabemos que campo magnético é tanto no entreferro como no ferro.
Com isso, a densidade de energia dentro do ferro é
O volume do toro é
Sabemos do exercício anterior que e no enunciado desse problema foi dito que
Assim,
A energia total armazenada no interior do ferro é
Assim,
Passo 2
No entreferro, temos que
O campo magnético continua sendo :
Repare que no entreferro a densidade de energia é muito maior que no ferro! Mas se volume é muito menor:
Assim,
Logo,
Portanto,
Essa é a resposta do item (b).
Passo 3
O fluxo magnético no sistema é
Assim,
Como
Temos que
Portanto, a autoinditância do sistema é