- O que ocorre com o campo externo à uma solenóide ideal?
Passo 1
O enunciado pergunta sobre o campo magnético externo a uma solenóide ideal (infinitamente longa, com densidade de espiras
e corrente
). O tema é magnetostática e usaremos a Lei de Ampère para determinar o campo fora da solenóide.
Passo 2
A Lei de Ampère em forma integral diz que, ao longo de um contorno fechado,
onde
é a corrente total atravessada pela superfície envolvida pelo caminho de integração.
Passo 3
Escolhemos um caminho retangular de Ampère: dois lados paralelos ao eixo da solenóide (um dentro e um fora) e dois perpendiculares. Fora da solenóide o campo
supõe-se uniforme ao longo do segmento externo, e dentro vale
. Porém, para o contorno completamente fora da solenóide, o total de correntes atravessando o laço é zero
. Assim,
onde
é o comprimento do lado do laço fora da solenóide.
Passo 4
Da equação acima segue que
Ou seja, o campo magnético fora de uma solenóide ideal é nulo, mostrando que as linhas de campo ficam confinadas no interior (desprezando efeitos de borda).
Resposta
Fora de uma solenóide ideal o campo magnético é zero.