Exercícios de Materiais Magnéticos - Lista de Exercícios Resolvida

Um solenoide toroidal com 400 espiras possui um raio médio igual a 6,0 cm e conduz uma corrente de 0,25 A. A permeabilidade relativa do núcleo é igual a 80. (a) Qual é o campo magnético no núcleo? (b) Que parte do campo magnético resultante é produzido pelas correntes atômicas?

A figura abaixo mostra uma bobina toroidal com espiras bem compactadas. Uma corrente percorre o enrolamento desta bobina.

Calcule o módulo do campo magnético em um ponto no interior da bobina, a uma distância do seu eixo, quando a bobina é constituída só pelo enrolamento (núcleo de ar). Lembre que para o magnetismo o ar é praticamente indistinguível do vácuo.

Calcule a relação entre as correntes e na bobina com núcleo de ar e com núcleo de ferro , respectivamente que produzem o mesmo campo magnético no ponto .

Calcule a suscetibilidade do alumínio se com o núcleo de alumínio e mesma corrente o campo magnético no ponto passa a ser do valor no ar. Como se designa esse elemento segundo sua propriedade magnética?

Um solenoide longo, com enrolamento compacto, produz um campo magnético em seu interior, no vácuo.

Quando o solenoide é preenchido por um determinado material, observa-se que o campo magnético no seu interior diminui para . Calcule a susceptibilidade magnética do material. Como se classifica esse material quanto à sua propriedade magnética?

O solenoide é agora preenchido por um núcleo de ferro com permeabilidade magnética 1000 vezes maior que o valor no vácuo. Determine a magnetização e o campo magnético no interior do núcleo em função de e .

Quando a corrente no solenoide é desligada, o núcleo de ferro apresenta uma magnetização remanente uniforme igual a . Determine o novo valor do campo magnético no interior do núcleo.

Um solenoide toroidal com 500 espiras é constituído por um enrolamento sobre um anel cujo raio médio é igual a 2,90 cm. Calcule qual deve ser a corrente no enrolamento necessária para produzir um campo magnético de 0,350 T no anel, (a) supondo que o anel seja de ferro recozido (); (b) supondo que o anel seja de aço com silício ()

A corrente que passa nos enrolamentos de um solenoide toroidal é de 2,400 A. Existem 500 espiras e seu raio médio é igual a 25,0 cm. O toróide está preenchido com um material magnético. Verifica-se que o campo magnético no interior das espiras é igual a 1,940 T. Calcule (a) a permeabilidade relativa; (b) a suscetibilidade magnética do material que preenche o toróide.

Um solenoide longo, com enrolamento compacto, produz um campo magnético em seu interior, no vácuo.

Quando o solenoide é preenchido por um determinado material, observa-se que o campo magnético no seu interior diminui para . Calcule a susceptibilidade magnética do material. Como se classifica esse material quanto à sua propriedade magnética?

O solenoide é agora preenchido por um núcleo de ferro com permeabilidade magnética 1000 vezes maior que o valor no vácuo. Determine a magnetização e o campo magnético no interior do núcleo em função de e .

Quando a corrente no solenoide é desligada, o núcleo de ferro apresenta uma magnetização remanente uniforme igual a . Determine o novo valor do campo magnético no interior do núcleo.

Assinale a opção que apresenta a alternativa correta, a respeito dos fenômenos magnéticos:

1. Imantar um corpo é fornecer elétrons a um de seus polos e prótons ao outro.
2. As propriedades magnéticas de um ímã de aço aumentam com a temperatura.
3. Ao redor de qualquer carga elétrica, existe um campo elétrico e um campo magnético.
4. É possível isolar os pólos de um ímã.
5. Cargas elétricas em movimento geram um campo magnético.

Defina o que são materiais diamagnéticos, materiais paramagnéticos e materiais ferromagnéticos.

Um elétron é acelerado na direção com uma diferença de potencial e passa por uma abertura localizada a uma distância acima de um material magnético (Mat. Mag.) de dimensões , , , que possui um campo magnético interno . A uma distância do material magnético é colocado um detector de elétrons. As figuras mostram uma representação do arranjo experimental visto lateralmente (esquerda) e verticalmente (direita). Observem que as direções 𝑥, 𝑦 e 𝑧 foram pré-definidas nas figuras.

As componentes do campo magnético (medido em Teslas (T)) devem ser calculadas a partir dos seus RAs da seguinte maneira:

As dimensões do material magnético (medidas em metros (m)) devem ser calculados a partir dos seus RAs da seguinte maneira:

Por exemplo, se um estudante tiver , então . Caso algum valor de for , substituam por !

ATENÇÃO: Vocês trabalharão com conjuntos de valores de campo magnético e dimensões do material magnético, um conjunto para cada Alunx, como calculado nas tabelas acima.

Dados: Carga do elétron: ; massa em repouso do elétron: .

Para cada conjunto de valores de :

a) Determinem a distância em que o elétron será detectado no detector. Considerem que a variação de momento linear do elétron na direção 𝑧 desde a abertura até o detector é desprezível.

b) Se pudessem alterar a voltagem 𝑉, como ela afetaria a distância 𝑟 obtida? Considerando que as partes do aparelho não podem se mover mecanicamente, seria possível fazer com que os elétrons atingissem o detector no mesmo lugar, para os 3 conjuntos de valores? Explique.

c) As dimensões do material afetam de alguma maneira a distância 𝑟? Se sim, como?

(Capítulo 29.5 – Exercício 61) Uma espira circular com de raio conduz uma corrente de . Uma bobina plana com de raio e conduz uma corrente é concêntrica com a espira. O plano da espira é perpendicular ao plano da bobina. Suponha que o campo magnético da espira é uniforme na região em que se encontra a bobina. Determine (a) o módulo do campo magnético produzido pela espira no centro comum da espira e da bobina e (b) o módulo do torque exercido pela espira sobre a bobina.

No equador geográfico da Terra, o campo magnético terrestre tem sentido do:

1. Sul para o norte geográfico
2. Norte para o sul geográfico
3. Leste para o oeste
4. Oeste para o leste
5. Centro da terra para o espaço exterior

Considere uma medida de magnetização em um material em função do campo magnético onde: para campo nulo a magnetização seja nula e que diminua conforme o campo magnético aumente. Com base nessas informações e desconhecendo a natureza do material podemos afirmar que:

1. No material, a magnetização por contribuições diamagnéticas deve ser maior que por contribuições paramagnéticas e ferromagnéticas.
2. Nenhuma das afirmativas listadas.
3. A susceptibilidade magnética do material é positiva e constante
4. A susceptibilidade magnética do material é zero devido ao fato de que a magnetização de opõe ao campo magnético aplicado.
5. O material deve ser predominantemente ou paramagnético ou ferromagnético.