PUC-RIO – Física 3 2020.1 – P2– Questão 4
Um fio reto, infinito e oco (de raio interno e externo ) centrado no eixo tem a seção transversal (no plano mostrada na Figura. Este fio é percorrido por corrente com densidadeno sentido , onde . Determine:
- A corrente total em seção transversal arbitrária do fio.
- O vetor do campo magnético em um ponto arbitrário cuja distância ao eixo é
- O vetor do campo magnético em um ponto arbitrário cuja distância ao eixo é
- O vetor do campo magnético em um ponto arbitrário cuja distância ao eixo é
- O valor de ao longo do contorno orientado mostrado na figura, formado por duas radiais de comprimento e um quadrante de círculo de mesmo raio.
Passo 1
Fala galera, tudo bem? Vou ajudar você a resolver essa questão! Vamos lá?
Letra (a):
A corrente total é a corrente total envolvida quando temos , enão vamos integrar a densidade de corrente com os intervalos de :
Passo 2
Letra (b):
Para não temos corrente envolvida, então o campo magnético é nulo nessa região:
Passo 3
Letra (c):
Pela lei de Ampére o campo em um fio tangencia o círculo de raio e tem a seguinte expressão:
Então para temos:
Aqui usei a expressão que a gente achou no item (a) e substituí por =), beleza?
Passo 4
Letra (d):
E agora para vou usar a mesma expressão do item (a) para a corrente, já que temos toda corrente envolvida nessa região e o campo magnético é:
Passo 5
Letra (e):
Vamos calcular a da lei de Ampére, mas antes, vamos pensar um pouquinho. Queremos um quadrante certo? Então a parte da corrente que queremos é da corrente total encontrada no item (a), assim o valor de fica:
Beleza?
Pronto pra próxima questão? =)