Lista 11 de exercícios (resolver até 3.6.2016)
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Universidade de São Paulo em São Carlos
Lista 11, resolver até 3.6.2016
FCM0114 Eletromagnetismo
Nome:
1. Bobina toroidal
Considere uma bobina toroidal com o raio médio R, que consiste de N espiras percorridas pela corrente I. A bobina é enchida por um núcleo de ferro com permeabilidade µ.
a. Calcule as amplitudes dos campos H e B no interior da bobina.
b. Agora considere um núcleo com uma fenda de ar com a espessura d, com d R, que
interrompe o toroide. Calcule mais uma vez os campos H e B dentro da fenda.
2. Campo magnético no cabo coaxial
Um cabo coaxial consiste em um condutor interior com raio R1 e um condutor exterior
cilı́ndrico com raio interior R2 e raio exterior R3 . Em ambos os condutores flui a mesma corrente I em direções opostas. As densidades de corrente em cada condutor sejam homogêneas.
a. Calcule as densidades de corrente em cada condutor.
b. Calcule o campo magnético B(r) para r ≤ R1 ,
c. para R1 ≤ r ≤ R2 ,
d. para R2 ≤ r ≤ R3 ,
e. para R3 ≤ r.
3. Força sobre as paredes de um cilindro oco (H16)
Considere uma camada cilı́ndrica infinitamente longa de raio a dentro da qual corre uma
corrente. A força magnética sobre este cilindro oco é tal, que tenta comprimir o cilindro.
Para contrariar esta força, podemos encher o interior do cilindro com um gás de pressão P .
Qual é a pressão necessária para equilibrar a força magnética?
4. Susceptibilidade magnética
Por magnetismo molecular é possı́vel levantar quaisquer objetos em um campo magnético
suficientemente forte. Estime o campo magnético B e o gradiente do campo ∇B 2 (aproximativamente vale ∇B 2 ' B 2 /l com l ' 10 cm como comprimento tı́pico para tais campos magnéticos fortes), necessário para levantar um sapo. Água é predominantemente diamagnética com χµ ' −0.9 · 10−5 é a susceptibilidade magnética de água.
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