Um solenoide ideal possui 500 espiras, comprimento de
e raio de
. A corrente no solenoide varie com o tempo de acordo com a função:
onde
é dado em segundos.
Calcule a energia magnética armazenada no solenoide no instante
.
Calcule a energia magnética armazenada no solenoide no instante
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um solenoide ideal com 500 espiras, comprimento
,m e raio
,m. A corrente varia no tempo segundo
A tarefa é calcular a energia magnética armazenada no instante
,s.
Conteúdo envolvido: campo magnético em solenoide, indutância de um solenoide ideal e energia magnética . Vamos precisar:
Conteúdo envolvido: campo magnético em solenoide, indutância de um solenoide ideal e energia magnética
- Calcular
em ,s. - Obter a indutância
do solenoide pela fórmula
onde
e
.
3) Substituir em .
3) Substituir em
Passo 2
Primeiro, achamos a corrente no instante dado:
Explicando:
, então a corrente é zero nesse exato instante.
Passo 3
Mesmo sabendo que
, vou calcular
só para ver o valor da indutância.
Área da seção do solenoide:
Área da seção do solenoide:
Indutância:
Detalhe da teoria: o solenoide comporta-se como um indutor com valor
dado pela geometria (número de espiras, área e comprimento) e pela constante magnética do vácuo
.
Passo 4
Energia magnética armazenada em um indutor é
Como
nesse instante, temos
Resposta
A energia magnética armazenada no solenoide em
,s é
,J.