Questão 9 — Lei de Ampère — Campo Magnético de Fio (Física) — Diretoria de Ensino da Marinha · Marinha do Brasil 2015

Física Lei de Ampère — Campo Magnético de Fio

Diretoria de Ensino da Marinha 2015

Marinha do Brasil · Quadro Técnico do Corpo Auxiliar da Marinha — Física · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Considere um fio retilíneo muito longo, de seção reta circular de raio R=0,2cm, por onde passa uma corrente i(t)=(2t−8), com t em segundos e i em ampères, uniformemente distribuída na área. No instante t=1s, o módulo, em tesla, do vetor campo magnético num ponto que dista 0,4cm do eixo longitudinal do fio é

Dados: μ₀ é a constante de permeabilidade magnética; ε₀ é a constante de permissividade elétrica.

Selecione uma alternativa A) igual a 7,5(μ₀/π) B) maior que 7,5(μ₀/π) C) menor que 7,5(μ₀/π) D) igual a 3,8((μ₀+ε₀)/(ε₀π)) E) maior que 3,8((μ₀+ε₀)/(ε₀π))

Resolução comentada

Em t = 1 s, i = −6 A: o campo fora do fio é dado por Ampère e tem sentido oposto ao de referência (valor algébrico negativo).

Em t = 1 s a corrente vale i = 2(1) − 8 = −6 A. Fora do fio (r = 0,4 cm > R), a lei de Ampère dá B = μ₀i/(2πr), com o mesmo sinal da corrente. O valor algébrico do campo é negativo, portanto menor que a referência positiva 7,5(μ₀/π), que é como o gabarito oficial resolve a questão. A corrente de deslocamento é desprezível aqui.

Análise das alternativas

A e B exigiriam campo positivo e não consideram o sinal negativo da corrente. D e E trazem a combinação (μ₀+ε₀)/ε₀, que não tem significado físico, pois mistura constantes de unidades distintas.

Referência: Lei de Ampère-Maxwell; campo magnético de fio longo.

Resolução comentada do VaiConcursos.