Em um ponto de São Paulo (cidade brasileira), o vetor campo magnético terrestre tem módulo
\( B_{\small T}=8 \pi \times 10^{–6} \mathrm T \).
Neste ponto, coloca-se um solenoide, de modo que seu eixo esteja paralelo ao campo terrestre
\( \vec B_{\small T} \).
O comprimento do solenoide é 0,25 m e ele possui 500 espiras. Calcule a intensidade da corrente do mesmo
para ser nulo o campo magnético no seu interior. Permeabilidade Magnética do vácuo
\( \mu_0=4\pi \times 10^{-7}\;\mathrm{\frac{T.m}{A}} \).
Dados do problema:
- Comprimento do solenoide: ℓ = 0,25 m;
- Número de espiras do solenoide: N = 500 espiras;
-
Campo magnético no local:
\( B_{\small T}=8 \pi \times 10^{–6} \mathrm T \);
-
Permeabilidade Magnética do vácuo:
\( \mu_0=4\pi \times 10^{-7}\;\mathrm{\frac{T.m}{A}} \).
Esquema do problema:
Vamos adotar a direção do campo magnético terrestre,
\( \vec B_{\small T} \),
como positivo (Figura 1).
Solução:
O vetor resultante do campo magnético é dado por
\[
\begin{gather}
\bbox[#99CCFF,10px]
{\vec B=\vec B_{\small S}+\vec B_{\small T}}
\end{gather}
\]
Em módulo, para que a resultante do campo magnético seja nula, temos a condição
\[
\begin{gather}
B_{\small T}-B_{\small S}=0 \tag{I}
\end{gather}
\]
O módulo do campo magnético de um solenoide é dado por
\[
\begin{gather}
\bbox[#99CCFF,10px]
{B_{\small S}=\mu_0\frac{N}{\ell}i} \tag{II}
\end{gather}
\]
substituindo a equação (II) para o campo magnético do solenoide na equação (I)
\[
\begin{gather}
B_{\small T}-\mu_0\frac{N}{\ell}i=0 \\[5pt]
i=\frac{B_{\small T} \ell}{\mu_0 N} \\[5pt]
i=\frac{8\cancel{\pi}\times10^{-6}\times 0,25}{4\cancel{\pi}\times 10^{-7}\times 500}
\end{gather}
\]
\[
\begin{gather}
\bbox[#FFCCCC,10px]
{i=0,01\;\mathrm A=10\;\mathrm{mA}}
\end{gather}
\]
Observação: O número de espiras, 500, é um número adimensional.
A espira não é uma grandeza física, por isso não aparece na unidade final do problema.