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Como calcular a força magnética de um solenoide

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.

Instruções

Bobinas de fio, como nos solenoides, podem ser usadas para gerar campos magnéticos que exercem força em cargas transitórias (magnetic tape image by Marek Kosmal from Fotolia.com)
  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

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  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.

  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.

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Dicas

  • 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.

Referências

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