Exercício Resolvido de Campo Magnético
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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:    = 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).
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.
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