23. INSTITUTO AOCP - 2025
Considere um fio longo e retilíneo percorrido por uma corrente elétrica alternada dada por
, em que i0 é a corrente máxima e
é a frequência angular da corrente. Acerca do campo magnético gerado ao redor do fio, assinale a alternativa correta.
(A) O campo magnético ao redor do fio será constante, pois a corrente alternada varia apenas em intensidade, mas não em sentido.
(B) O módulo do campo magnético em um ponto a uma distância
do fio oscila no tempo com a mesma frequência da corrente, mas seu sentido permanece fixo.
(C) O campo magnético oscila tanto em intensidade quanto em sentido, pois a corrente alternada inverte seu sentido periodicamente.
(D) O campo magnético varia em intensidade com o dobro da frequência da corrente, pois o efeito magnético depende da corrente ao quadrado.
(A) O campo magnético ao redor do fio será constante, pois a corrente alternada varia apenas em intensidade, mas não em sentido.
(B) O módulo do campo magnético em um ponto a uma distância
(C) O campo magnético oscila tanto em intensidade quanto em sentido, pois a corrente alternada inverte seu sentido periodicamente.
(D) O campo magnético varia em intensidade com o dobro da frequência da corrente, pois o efeito magnético depende da corrente ao quadrado.
Passo 1
O enunciado descreve um fio longo e retilíneo percorrido por uma corrente alternada
e pede como se comporta o campo magnético ao redor do fio. Vamos usar o resultado da Lei de Biot–Savart (ou Ampère) para um fio infinito.
Passo 2
Pelo resultado clássico, o módulo do campo magnético a uma distância
do fio é
Substituindo
obtemos
Passo 3
A função
varia entre
e
. Isso faz com que
também oscile entre valores positivos e negativos no mesmo período
. O sinal de
indica o sentido do vetor campo magnético (regra da mão direita).
Passo 4
Logo, o campo magnético oscila em intensidade (pois
muda no tempo) e também inverte de sentido quando
muda de sinal.
Resposta
(C)