NOTA: I 10,0
IMPORTANTE: São critérios de pontuação nesta avaliação: coerência e argumentação, correção dos resultados e clareza de exposição. Utilize caneta azul ou preta para escrever as respostas.
Mesmo sendo uma prova de múltiplas escolhas, é preciso resolver os exercícios e apresentar a resolução na prova. As questões que não tiverem a resolução receberão 0,0 ponto, mesmo que estejam com a resposta correta.
2) (2,5 pontos) Um fio longo com I=10 A tem raio R=0,02 m. Calcule B em r=0,01 m (dentro) e r=0,03 m (fora).
A) 5 times 10^-5 T ; 6,7 times 10^-5 T
B) 2,5 times 10^-5 T ; 3,3 times 10^-5 T
C) 3,3 times 10^-5 T ; 2,5 times 10^-5 T
D) 1,7 times 10^-5 T ; 5 times 10^-5 T
E) Nenhuma das anteriores

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um fio longo com uma corrente elétrica de e raio . Queremos calcular o campo magnético em dois pontos: um dentro do fio ( ) e outro fora do fio ( ). Para isso, vamos usar a Lei de Ampère, que relaciona o campo magnético ao redor de um condutor com a corrente que passa por ele.

Passo 2

Vamos começar calculando o campo magnético dentro do fio ( J = Ipi R^2 ). Para pontos dentro do fio, a corrente que contribui para o campo magnético é a que está no raio menor que J = 10,Api (0,02,m)^2 = 10pi times 0,0004 = 100,0012566 approx 7957,75,A/m^2 . A densidade de corrente pode ser calculada como:
Substituindo os valores:

Passo 3

Agora, a corrente efetiva Identro = J times pi r^2 = 7957,75 times pi times (0,01)^2 = 7957,75 times pi times 0,0001 approx 2,5,A dentro do raio é:

Passo 4

Utilizando a Lei de Ampère para calcular o campo magnético dentro do fio:
B = mu0 Identro2pi r
Onde B = 4pi times 10^-7 times 2,52pi times 0,01 = 10^-6 times 2,50,01 = 2,5 times 10^-5,T . Substituindo os valores:

Passo 5

Agora, vamos calcular o campo magnético fora do fio ( B = mu0 I2pi r = 4pi times 10^-7 times 102pi times 0,03 = 4 times 10^-6 times 100,06 = 4 times 10^-50,06 approx 6,7 times 10^-5,T ). Fora do fio, toda a corrente contribui para o campo magnético. Usando novamente a Lei de Ampère:

Resposta

A opção correta é a A) .

Exercícios relacionados