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Exercícios sobre fontes de campo magnético

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a determinação do campo magnético gerado por diferentes fontes, como o fio retilíneo e a espira.

Questão 1

(UFES) A figura a seguir representa dois fios muito longos, paralelos e perpendiculares ao plano da página. Os fios são percorridos por correntes iguais e no mesmo sentido, saindo do plano da página. O vetor campo magnético no ponto P, indicado na figura, é representado por:

a) ←

b) →

c)↓

d) ↑

e) |B| = 0

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Questão 2

(UECE) A figura representa dois fios bastantes longos (1 e 2), perpendiculares ao plano do papel e percorridos por correntes de sentido contrário, i1 e i2, respectivamente.

A condição para que o campo magnético resultante, no ponto P, seja zero é:

a) i1 = i2

b)i1 = 2i2

c) i1 = 3i2

d) i1 = 4i2

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Questão 3

Duas espiras concêntricas de raios R e 2R conduzem correntes elétricas de sentidos opostos. Sabendo que o campo magnético no centro das espiras é nulo, marque a alternativa que relaciona corretamente o valor das correntes das espiras.

a) A corrente da menor espira deve ser quatro vezes maior.

b) A corrente da maior espira deve ser três vezes menor.

c) A corrente da maior espira deve ser duas vezes maior.

d) A corrente deve ser a mesma nas espiras.

e) A corrente da espira maior deve ser 40% menor.

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Questão 4

A figura abaixo mostra duas espiras concêntricas que conduzem correntes elétricas nos sentidos indicados pelas setas. Determine o módulo, a direção e o sentido do campo magnético resultante no ponto O, sabendo que a corrente que passa pela espira maior corresponde ao triplo da corrente que circula a espira menor.

a) O campo em O corresponde à quinta parte do campo da maior espira e sai do plano da página.

b) O campo em O corresponde à metade do campo da maior espira e entra no plano da página.

c) O campo em O corresponde à sexta parte do campo da maior espira e sai do plano da página.

d) O campo em O corresponde à metade do campo da menor espira e entra no plano da página.

e) O campo em O corresponde ao triplo do campo da menor espira e sai do plano da página.

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Respostas

Resposta Questão 1

LETRA “A”

O campo magnético ao redor do fio é circular, e a sua determinação é feita por meio da aplicação da regra da mão direita. Na imagem abaixo, o vetor B representa o campo magnético gerado no ponto p pelo fio da esquerda, e o vetor B' representa o campo magnético gerado pelo fio da direita no mesmo ponto p. A partir da soma vetorial, podemos definir que o campo resultante no ponto p é horizontal para a esquerda.

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Resposta Questão 2

LETRA “B”

Os campos magnéticos gerados pelos fios no ponto P devem ter o mesmo módulo e sentidos opostos para que o campo resultante seja nulo. Portanto, aplicando a equação do campo magnético para os fios 1 e 2 e igualando essas equações, temos:

BFIO 1 = BFIO 2

   μ0 . i1   =   μ0 . i2   
2 . π . r1   2 . π . r2

 i1 = i2
2d   d

i1 = i2
2      

i1 = 2i2

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Resposta Questão 3

LETRA “C”

Para que o campo magnético no centro das espiras seja nulo, as correntes devem circular em sentidos opostos e os campos gerados pelas espiras devem ser iguais. Sabendo que B é o campo magnético, i é a corrente e μ0 é a permissividade magnética, temos:

BESPIRA MENOR = BESPIRA MAIOR

μ0 . iMENOR = μ0 . iMAIOR
   2R              2. 2R

iMENOR = iMAIOR
             2

2 iMENOR = iMAIOR

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Resposta Questão 4

LETRA “D”

A partir da equação que determina o campo magnético para as espiras, encontraremos o campo para cada uma das espiras da figura. Pela regra da mão direita, sabemos que o campo magnético da espira maior (B) entra no plano da página e que o campo da espira menor (B') sai do plano da página.

B' = μ0 . i
      2R

B = μ0 . 3i
       2 . 2R

B = 3 μ0 . i
      2 . 2R

B=  B'
 2

O campo resultante em O será dado pela subtração de B por B' e terá o sentido de B, já que ele é o maior campo.

BRESULTANTE = B – B'

BRESULTANTE B' – B'
             2

BRESULTANTE =1,5 B' – B'

BRESULTANTE = 0,5 B'

O campo resultante entra no plano da página e vale 0,5 B'.

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