Uma bobina de 2400 voltas tem seção transversa retangular com um lado de 12 mm e outro de 20 mm e transporta uma corrente de 250 mA num campo magnético uniforme de módulo 1,2T. (A) Determine o momento de dipolo magnético da bobina. (b) Determine 0 módulo máximo da variação da energia do dipolo. (é) Para que a orientação (ângulo) do dipolo o torque tem
do valor máximo?
Passo 1
O enunciado descreve uma bobina com
espiras e seção retangular de lados
e
, percorrida por corrente
imersa em campo uniforme de módulo
. Pede-se:
(a) o momento de dipolo magnético da bobina;
(b) o valor máximo da variação da energia potencial do dipolo magnético;
(c) o(s) ângulo(s) em que o torque atinge
do valor máximo.
(a) o momento de dipolo magnético
(b) o valor máximo da variação da energia potencial do dipolo magnético;
(c) o(s) ângulo(s)
Passo 2
O momento de dipolo magnético de uma bobina é
onde
é a área da espira e
é o vetor normal. Como a seção é retangular,
Logo, o módulo de
é
Passo 3
A energia potencial de um dipolo magnético em campo uniforme é
O valor mínimo ocorre em
e o máximo em
. A variação máxima de energia (módulo) é
Numericamente,
Passo 4
O torque sobre o dipolo é dado por
e seu valor máximo é
. Queremos
, ou seja
Daí
Resposta
(a)
.
(b) .
(c) ou
.
(b)
(c)