Como calcular a força magnética de um solenoide
magnetic tape image by Marek Kosmal from Fotolia.com
Os solenoides são bobinas em forma de mola de fio comumente usados em eletroímãs. Ao passar uma corrente elétrica por um solenoide, cria-se um campo magnético. Esse campo pode exercer uma força em partículas carregadas que é proporcional à sua força. Para calcular a força do campo magnético de um solenoide, use essa equação:
Força = carga x velocidade da carga x força do campo magnético
Como está representado na equação, para calcular a força, deve-se primeiro conhecer a força do campo magnético, que é dependente das características do solenoide. É possível substituir esses parâmetros na equação de força para obter:
Força = carga x velocidade da carga x (constante magnética x número de voltas no solenoide x corrente)
O cálculo parece complicado mas, na verdade, trata-se de apenas multiplicar algumas variáveis mensuráveis.
Step 1
Escreva a equação para a força que um eletroímã de solenoide aplicará em uma carga:
Força = Q x V x (constante magnética x N x I)
Q = carga do ponto de passagem V = velocidade do ponto da carga constante magnética = 4 x pi x 10^-7 (referência 3) N = número de voltas no solenoide I = corrente
Step 2
Determine as variáveis na situação em que deseja calcular a força exercida pelo solenoide magnético. Por exemplo, considere uma carga de 1 Coulomb (C) viajando a 100 m/s através do campo magnético de um solenoide com 1000 voltas e 2 A de corrente passando por ele.
Step 3
Substitua os números do seu exemplo na equação e use a calculadora para determinar a força agindo na carga.
Força = 1 C x 100 m/s x (4 x pi x 10^-7 x 1000 x 2 A) = 0,2512 Newtons
O ímã de solenoide exerce uma força de 0,2512 Newtons nessa carga.
Referências
Dica
- Se a carga estiver viajando a qualquer ângulo diferente de 90º em relação ao campo magnético, toda a equação de força deve ser multiplicada pelo seno desse ângulo.
Sobre o Autor
Timothy Banas has a master's degree in biophysics and was a high school science teacher in Chicago for seven years. He has since been working as a trading systems analyst, standardized test item developer, and freelance writer. As a freelancer, he has written articles on everything from personal finances to computer technology.
Créditos Fotográficos
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