Uma bobina circular com
espiras, cada uma com raio
, é percorrida por uma corrente elétrica
. A bobina é colocada em um campo magnético uniforme
com intensidade
, de modo que o momento de dipolo magnético da bobina
inicialmente forma um ângulo
em relação à direção do campo magnético.
Se a bobina for girada até alinhar-se paralelamente ao campo
, qual será a variação de energia potencial magnética
entre as posições inicial e final?
Se a bobina for girada até alinhar-se paralelamente ao campo
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem uma bobina circular de N=200 espiras, raio r=5,0 cm (ou seja, 0,05 m), percorrida por uma corrente I=2,0 A. Ela está num campo magnético B=0,5 T e, no início, o vetor momento de dipolo magnético
faz
com o campo. Depois a gente gira até
.
Conteúdo: magnetismo – energia potencial magnética de um dipolo .
O que vamos precisar:
Conteúdo: magnetismo – energia potencial magnética de um dipolo
O que vamos precisar:
- calcular a área da espira
, - calcular o momento magnético
, - usar
e , - achar
.
Passo 2
Primeiro a área de cada espira:
Aqui a gente usa a fórmula da área do círculo, sem mistério.
Passo 3
Agora o momento de dipolo magnético
:
Isso vem da definição
pra bobinas.
Passo 4
Energia potencial na posição inicial (
):
Lembra que
, então
Passo 5
Energia potencial na posição final (
):
Como
,
Passo 6
Agora a variação de energia potencial magnética:
Isso significa que a energia diminuiu em 0,785 J quando a bobina girou até ficar paralela ao campo.
Resposta
A variação de energia potencial magnética é