Um campo magnético de foi obtido no Francis Bitter National Magnetic Laboratory, do MIT. Determine a corrente necessária para atingir esse campo
- a de um fio longo e retilíneo;
- no centro de uma bobina circular de diâmetro igual a com espiras;
- próximo do centro de um solenóide com raio de , comprimento e espiras.
Passo 1
a) Aqui, a gente faz uma revisão muuuuuiiitoo rápida de uma das várias aplicações que a lei de Ampère tem. Você viu que o campo produzido a uma distância por um fio longo e retilíneo percorrido por uma corrente é dado por
e esse campo é sempre perpendicular ao fio e tem o mesmo valor para pontos à mesma distância do fio. Lembrou? \0/
Dessa expressão aí de cima, podemos isolar a corrente e escrever o seguinte
Passo 2
b) E se a gente usasse uma bobina e tentasse produzir o mesmo campo produzido pela corrente no fio retilíneo longo? Bom, para uma bobina com espiras percorridas por uma corrente , sabemos que campo que ela produz à uma distância de seu centro situado sobre o eixo de simetria da bobina é dado por
Se a gente precisa saber apenas o campo produzido pela bobina em seu centro, basta jogar nessa expressão e obter o campo
A corrente nesse caso fica então
Passo 3
c) Por último, o campo produzido por um solenóide é dado por
em que é o comprimento desse solenóide com espiras percorridas por uma corrente . Isolando nessa expressão, temos
Repara que a intensidade do campo magnético é obtido utilizando uma corrente bem menor quando se utiliza o solenóide com as dimensões citadas.