Quais fatores são importantes para calcular o campo mangético nas proximidades do um flo onde circula uma corrente elétrica diferente de zero?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são os fatores que influenciam o cálculo do campo magnético nas proximidades de um fio por onde passa uma corrente elétrica não nula. O conteúdo principal é magnetostática e recorreremos à Lei de Ampère (para fio longo e reto) e à Lei de Biot-Savart (para geometrias gerais).
Passo 2
Para um fio retilíneo longo e uniforme, a Lei de Ampère fornece a intensidade do campo magnético em função da distância radial
ao fio:
Aqui já aparecem três fatores essenciais:
- A intensidade da corrente elétrica
. - A distância
entre o ponto de observação e o eixo do fio. - A permeabilidade magnética do meio
(no vácuo, ).
Passo 3
Quando a geometria do condutor não é um fio longo e reto ou há segmentos finitos, utilizamos a Lei de Biot-Savart:
Nesse caso, além de
,
e da distância, aparecem como fatores importantes:
- A forma do caminho percorrido pela corrente (geometria do fio).
- A distribuição da corrente ao longo do fio (seção e posição de cada elemento
). - O vetor
e o módulo entre cada elemento de corrente e o ponto onde se calcula .
Passo 4
Outros aspectos que podem influenciar o valor de
próximo ao fio são:
- A presença de materiais magnéticos (núcleos de alta permeabilidade) ou dielétricos ao redor do fio, que alteram
. - A superposição de campos se houver múltiplos condutores próximos.
- A proximidade em relação ao raio do fio, pois se
for comparável à seção do fio, é preciso considerar a distribuição de corrente no volume.
Resposta
Os fatores importantes são:
- A intensidade da corrente elétrica
. - A distância
entre o ponto de cálculo e o fio. - A permeabilidade magnética
do meio ao redor do fio. - A geometria e extensão do fio (reta infinita, segmento finito, espiras, bobinas).
- A distribuição de corrente na seção do fio (se
for da ordem do raio do fio). - A presença de materiais magnéticos próximos (que alteram
). - Eventual superposição de campos de condutores vizinhos.