11**. Um fio de cobre, incluindo sua cobertura de verniz isolante, tem diâmetro de
, e área de seção reta do núcleo de cobre é
. A bobina tem 100 espiras superpostas, cada qual com 200 voltas. O comprimento da bobina é 20 cm , e seus raios interno e externo são respectivamente
e
. O sistema de refrigeração da bobina tem capacidade para retirar
de calor. Calcule o dipolo magnético dessa bobina estando a mesma conduzindo uma corrente de
.
Passo 1
O enunciado descreve uma bobina cilíndrica com as seguintes características: diâmetro do fio (com isolante) de
, área do núcleo de cobre de
, comprimento da bobina
, raio interno
e raio externo
. Há
camadas (“espiras superpostas”) e em cada camada
voltas, e a corrente é
. O dipolo magnético de uma bobina é dado por
onde
é o número total de voltas e
a área de cada volta.
Passo 2
Calcular o número total de voltas
. Como há
camadas com
voltas cada,
Passo 3
Determinar a área média
de cada volta. Uma boa aproximação é usar o raio médio
Então
Passo 4
Calcular o momento de dipolo magnético
Resposta
O momento de dipolo magnético da bobina é aproximadamente