Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 29.5 - Ex. 51b
Um toróide de seção reta quadrada, com de lado e um raio interno de , tem espiras e conduz uma corrente de . (O toroide é feito a partir de um solenóide quadrado, em vez de redondo, como o da figura 29-16) Determine o campo magnético no interior do toróide (b) a uma distância do centro igual ao raio externo.
Passo 1
Um toroide pode ser descrito como um solenóide cilíndrico que foi encurvado até as extremidades se tocarem, formando um anle. Qual é o valor do campo magnético no interior de um toroide? Podemos responder a essa pergunta usando a lei de Àmpere e a simetria do toroide.
Por simetria, vemos que as linhas de formam circunferências concêntricas no interior do toroide, como mostra a figura abaixo. Vamos escolher como amperiana uam circunferência de raio e percorrê-la so sentido horário.
De acordo com a lei de Àmpere, temos:
em que é a corrente nas espiras do toroide (que é positiva para as espiras envolvidas pela amperiana) e é o número total de espiras. Assim, temos:
Para o raio igual ao raio externo:
Resposta
O campo magnético é: