Um fio de cobre conduz uma corrente de 10 A uniformemente distribuída em sua seção reta. Calcule a densidade de energia do campo magnético na superfície do fio. O diâmetro do fio é
. Dê sua resposta
.
(a)
(c)
(d)
(e)
(f) 1,92
(a)
Passo 1
O enunciado dá um fio cilíndrico de raio
que conduz uma corrente constante
distribuída exatamente de forma uniforme na seção reta. Pede-se a densidade de energia do campo magnético na superfície do fio, ou seja, em
. Para resolver precisaremos de:
- A expressão do campo magnético
de um fio longo pelo lado externo , obtida pela Lei de Ampère. - A fórmula da densidade de energia magnética
- O valor do raio
em metros: .
Passo 2
Pelo lado de fora do fio
, a Lei de Ampère nos dá
Em particular, na superfície
:
Passo 3
A densidade de energia magnética vale
Substituindo
:
Passo 4
Agora colocamos
,
e
:
Passo 5
Simplificando:
Resposta
(d)