A Lei de Ampère e os Solenoides: Estudo Acadêmico

A lei de Ampère e os solenoides Apresentação Nesta Unidade de Aprendizagem estudaremos a lei de Ampère e o campo magnético criado por um solenoide Ampère desenvolveu a lei que leva seu nome e que define o campo magnético em volta de um fio percorrido por uma corrente elétrica Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Analisar a lei de Ampère sabendo identificar cada termo que compõe a equação Resolver o campo magnético de uma distribuição de corrente que apresenta simetria Determinar o campo magnético de um solenoide Infográfico Observe no infográfico os campos e as cargas Conteúdo do livro A lei de Ampère como a lei de Gauss não é prática para todas as situações mas é simples e precisa em diversos momentos Da mesma forma que a lei de Gauss foi escrita em termos de uma integral de superfície a lei de Ampère é baseada em um procedimento matemático chamado integral de linha Para entender melhor acompanhe um trecho da obra Física uma abordagem estratégica Boa leitura RANDALL D KNIGHT RANDALL D KNIGHT VOLUME 3 ELETRICIDADE E MAGNETISMO K71f Knight Randall D Física 3 recurso eletrônico uma abordagem estratégica Randall Knight tradução Manuel Almeida Andrade Neto 2 ed Dados eletrônicos Porto Alegre Bookman 2009 Editado também como livro impresso em 2009 ISBN 9788577805532 1 Física 2 Eletricidade 3 Magnetismo I Título CDU 537 Randy Knight leciona Física básica há 25 anos na Ohio State University EUA e na Califórnia Polytechnic University onde atualmente é professor de física O professor Knight bacharelou se em Física pela Washington University em Saint Louis e doutorouse em Física pela Univer sity of Califórnia Berkeley Fez pósdoutorado no HarvardSmithsonian Center for Astrophy sics antes de trabalhar na Ohio State University Foi aí que ele começou a pesquisar sobre o ensino da física o que muitos anos depois o levou a escrever este livro Os interesses de pesquisa do professor Knight situamse na área de laser e espectroscopia com cerca de 25 artigos de pesquisa publicados Ele também dirige o programa de estudos am bientais da Cal Poly onde além de física introdutória leciona tópicos relacionados a energia oceanografia e meio ambiente Quando não está em sala de aula ou na frente de um compu tador o professor Knight está fazendo longas caminhadas remando em um caiaque tocando piano ou usufruindo seu tempo com a esposa Sally e seus sete gatos Sobre o Autor Catalogação na publicação Renata de Souza Borges CRB101922 Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem Na Biblioteca Virtual da Instituição você encontra a obra na íntegra Dica do professor O vídeo aborda a lei de Ampère e os solenoides Assistindoo vamos aprender a calcular o campo magnético de uma distribuição de corrente que apresenta alta simetria Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar Exercícios 1 A integral de linha no interior de uma curva fechada na qual há diversos condutores vale 383 x 104 Tm Qual a corrente que passa pelos condutores Assinale a alternativa correta A 305 x 106 A B 3048 A C 383 x 104 A D 305 x 105 A E Nenhuma das alternativas está correta A figura representa dois fios condutores extensos e retilíneos que estão dispostos perpendiculares ao plano da página Estes estão separados por uma distância d 20 cm no ar Ambos são percorridos por uma corrente elétrica de mesma intensidade i1 i2 040 A mas em sentidos opostos Determine o vetor campo magnético resultante gerado por esses dois fios condutores no ponto M ponto médio do segmento d 2 A 84 x 67 T B 83 x 107 T C 17 x 106 T D 41 x 107 T E Nenhuma das alternativas anteriores 3 Um campo magnético de módulo 372 T foi obtido no Francis Bitter National Magnetic Laboratory do MIT Calcule a corrente elétrica necessária para atingir o campo exatamente no centro de uma bobina circular de raio de 42 cm contendo um número de 100 espiras A a 25 x 105 A B b 249 x 106 A C c 124 x 106 A D d 062 x 105 A E e 124 x 105 A 4 Um solenoide tem 95 cm de comprimento e um raio de 2 cm A bobina apresenta 1200 espiras enroladas firmemente e uma corrente de 360 A Calcule a intensidade do campo magnético no interior do solenoide A a 573 x 105 T B b 027 T C c 455 kT D d 573 mT E e 029 T 5 As imagens obtidas por ressonância magnética requerem uma intensidade de campo magnético de 15 T O solenoide tem 18 m de comprimento e 77 cm de diâmetro e suas espiras estão firmemente enroladas em uma única camada de fio supercondutor com diâmetro de 2 mm Que intensidade de corrente é necessária A a 24 kA B b 30 mA C c 215 MA D d 91912 kA E e 239 MA Na prática Você sabe o que é um eletroímã Tratase de um dispositivo formado por um núcleo de ferro envolto por um solenoide bobina Quando uma corrente elétrica passa por suas espiras é criado um campo magnético orientando os imãs elementares do núcleo de ferro A partir daí estão imantados e têm a propriedade de atrair outros materiais ferromagnéticos Assim qual a relação entre um eletroímã e um ímã Em um eletroímã as linhas de campo entram em uma extremidade e saem na outra enquanto que em um ímã elas entram pelo polo sul e saem pelo polo norte Devido a essas características semelhantes ou seja um ímã percorrido por uma corrente elétrica é que esse dispositivo ficou conhecido como eletroímã Além disso o fato de existir um núcleo de ferro no interior da bobina faz com que seja gerado um campo magnético muito intenso o que propicia o uso em diferentes aplicações tais como motores campainhas telefones construção naval guindastes eletromagnéticos entre outros Saiba Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto veja abaixo as sugestões do professor PEREIRA MM LHC o que é para que serve e como funciona Disponível em Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar