De acordo com a lei de Ampère, é possível a existência simultânea de uma corrente de deslocamento e de uma corrente de condução? Os efeitos dessas duas correntes podem se cancelar mutuamente de modo que não haja nenhum campo magnético resultante? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta sobre a coexistência de duas contribuições à “corrente” no lado direito da lei de Ampère – a corrente de condução e a corrente de deslocamento – e se seus efeitos magnéticos poderiam se anular. O conteúdo é a forma ampliada da lei de Ampère (ou lei de Ampère–Maxwell), onde precisamos entender o papel de cada termo na geração do campo magnético.
Passo 2
A corrente de condução,
, é o fluxo de cargas livres (elétrons, íons) através de um condutor. A corrente de deslocamento aparece quando o campo elétrico num dielétrico varia no tempo, e seu “valor” é
onde
é o fluxo do campo elétrico e
a permissividade do vácuo.
Passo 3
Na forma geral da lei de Ampère–Maxwell temos
Esse resultado mostra que as duas “correntes” se somam para produzir o mesmo campo magnético.
Passo 4
Como ambas as contribuições aparecem somadas, não há termo de sinal oposto para promover cancelamento. O termo de deslocamento foi introduzido justamente para garantir a continuidade da corrente (equação de continuidade) e manter a consistência da lei de Ampère em regiões onde não há fluxo de cargas livres. Se
e
estiverem presentes ao mesmo tempo, elas reforçam mutuamente a origem do mesmo campo
.
Resposta
Podem existir simultaneamente corrente de condução e de deslocamento, mas seus efeitos magnéticos nunca se cancelam, pois entram somando na lei de Ampère–Maxwell e geram conjuntamente o campo magnético resultante.