Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Eletromagnetismo- Ed: 5º - Capítulo 23.Problemas - Ex. 73
Revisão. O uso de supercondutores foi proposto em linhas de transmissão de energia. Um único cabo coaxial (Fig. P23.73) poderia transportar uma potência de 1,00 ´ 103 MW (a produção de uma usina grande) a 200 kV, (corrente DC) por uma distância superior a 1,00 ´ 103 km sem perdas. O fio interno, de raio a = 2,00 cm e feito do supercondutor Nb3Sn, transportaria uma corrente I em uma direção. Um cilindro supercondutor circundante, de raio b = 5,00 cm, transportaria a corrente de retorno I. Em tal sistema, qual é o campo magnético (a) na superfície do condutor interno e (b) na superfície interna do condutor externo? (c) Quanta energia seria armazenada no campo magnético do espaço entre os condutores em uma linha supercondutora de 1,00 ´ 103 km? (d) Qual é a pressão exercida no condutor externo devido ao condutor interno?
Passo 1
E aiii gente, tudo bom com vocês?
Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!
Vamo lá!
Para encontrar a corrente do cilindro:
Da Lei de Ampère:
Passo 2
Letra a:
Em e,
Passo 3
Letra b:
Em , e
Passo 4
Letra c:
A densidade de energia é
Passo 5
Letra d:
O campo magnético criado pelo condutor interno exerce uma força de repulsão na corrente na parte externa. A força desse campo, da parte (b), é 20mT. Considere uma pequena seção retangular do cilindro externo de comprimento l e largura .
Ele carrega uma corrente de e experimenta uma força externa,
A pressão sobre isso é,