Exercícios Resolvidos de Lei de Ampère em Solenóides e Toróides

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Enunciado

Um solenóide infinito transporta uma corrente cuja intensidade aumenta lentamente com o tempo. Sobre os campos produzidos por este sistema, é CORRETO afirmar que, dentro do solenóide:

(a) As linhas de campo elétrico induzido são circulares e estão em planos perpendiculares ao eixo do solenóide.

(b) As linhas de campo elétrico induzido são perpendiculares ao eixo do solenóide e apontam ao longo da direção radial.

(c) As linhas de campo magnético são circulares e estão em planos perpendiculares ao eixo do solenóide.

(d) As linhas de campo magnético são perpendiculares ao eixo do solenóide e apontam ao longo da direção radial.

(e) Não há campo elétrico induzido.

Passo 1

Em um solenoide infinito como o da questão, o campo magnético é não nulo no interior dele e aponta na direção do seu eixo.

A corrente e o campo magnético são proporcionais, e como a corrente aumenta com o tempo, o campo também vai certo?

Mas então, um campo magnético que aumenta com o tempo vai gerar um campo elétrico pela lei de Ampére-Maxwell, dado pela regra da mão direita. Fazendo a regrinha, a gente conclui que o campo é circular e perpendicular ao eixo do solenoide.

Logo, a alternativa correta é a letra A!!

Lembrando que caso o campo elétrico estivesse na direção radial, precisaríamos de uma carga líquida presente no solenoide, como no caso de uma esfera carregada em que utilizamos a Lei de Gauss.

Resposta

(a) As linhas de campo elétrico induzido são circulares e estão em planos perpendiculares ao eixo do solenóide.

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