QUESTÃO 2 (10 pontos) - Um fio cilíndrico muito longo de raio
transporta uma corrente
. Considere que a densidade de corrente no fio seja uniforme.
Calcule o campo magnético fora do fio a uma distância
do eixo do fio. (5 pontos)
Calcule o campo magnético fora do fio a uma distância
Passo 1
O enunciado dá um fio cilíndrico muito longo de raio
que transporta corrente
com densidade de corrente uniforme. Pede o campo magnético fora do fio, à distância
do eixo. O conteúdo usado será a Lei de Ampère para um condutor retilíneo longo e simetria cilíndrica.
Passo 2
Para
a densidade é uniforme mas todo o fio está contido dentro do raio
. Logo, a corrente envolvida pelo percurso de Ampère é a corrente total
Passo 3
Pela Lei de Ampère, em torno de um caminho circular de raio
temos
Como
é tangencial e de módulo constante sobre o círculo,
Passo 4
Convertendo unidades e substituindo:
Então