Física 3-364-366

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Capítulo 18362
O dispositivo da figura 31b é um exemplo de eletroímã. Por meio de eletroí-
mãs podemos obter campos magnéticos muito mais intensos do que os produzi-
dos por ímãs naturais. Na figura 32 apresentamos um outro exemplo de eletroímã.
entre as aplicações dos eletroímãs podemos citar: guindastes que levantam su-
cata de ferro (fig. 33); campainhas; trens de levitação magnética, conhecidos por 
maglev (acrônimo de magnetic levitations), os quais não se movem por rodas, mas 
flutuam alguns centímetros acima dos trilhos. Na figura 34 vemos um trem maglev 
de fabricação alemã, que foi chamado transrápido e que está em funcionamento 
na cidade chinesa de Xangai.
Exercícios de Aplicação
40. Um solenoide de comprimento L = 0,80 m tem 
2 000 espiras e é percorrido por uma corrente de 
intensidade i = 2,0 A. Calcule:
L
i
a) o número de espiras por unidade de compri-
mento;
b) a intensidade do campo magnético no interior 
do solenoide.
Resolu•‹o:
a) Sendo n o número de espiras por unidade de 
comprimento, temos:
n = 
N
L
 = 
2 000 espiras
0,80 m
 = 2 500 espiras/metro 
n = 2 500 espiras/metro
b) B = μ
0
 · n · i = (4π · 10–7) (2 500) (2,0) =
 = 2,0π · 10–3 
B = 2,0π · 10–3 T ≅ 6,3 · 10–3 T
41. Na figura representamos um solenoide enrolado 
em um tubo de papelão. Qual dos extremos se 
comporta como um polo norte?
y z
42. Em cada um dos casos a seguir, verifique se há 
atração ou repulsão entre os elementos indicados.
a) 
N S
b) 
i i
i i
43. Um solenoide de comprimento 1,2 m foi enrolado 
com 1 800 espiras e é percorrido por uma corren-
te de intensidade i = 5,0 A. Calcule:
a) o número de espiras por metro;
b) a intensidade do campo magnético no interior 
do solenoide.
ProcurE no cD
Veja, no CD, algumas 
aplicações do 
magnetismo, como 
o funcionamento de 
uma campainha e do 
trem maglev.
B
i i
Figura 32. Figura 33. Uso de eletroímã para le-
vantar sucata de ferro.
Figura 34. Trem de levitação mag-
nética em Xangai, China.
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PT
SP
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/N
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SC
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M
/g
LO
w
 IM
A
g
eS
Fontes de campo magnético 363
44. Um solenoide foi construído com um fio de diâ-
metro 0,50 mm, de modo que as espiras estão 
encostadas uma na outra em apenas uma cama-
da, como ilustra a figura. Sabendo que o solenoi-
de é percorrido por uma corrente de intensidade 
i = 0,02 A. 
Calcule:
a) o número de espiras por 
metro;
b) a intensidade do campo 
magnético no interior do 
solenoide.
i
i
Exercícios de Reforço
45. (Unicamp-SP) Um solenoide ideal, de compri-
mento 50 cm e raio 1,5 cm, contém 2 000 espiras 
e é percorrido por uma corrente de 3,0 A. O 
campo de indução magnética B é paralelo ao 
eixo do solenoide, e sua intensidade é dada por 
B = μ
0
 · n · i, onde n é o número de espiras por 
unidade de comprimento e i é a corrente. Sendo 
μ
0
 = 4π · 10–7 
T · m
A
.
i
e
a) Qual é o valor de B ao longo do eixo do sole-
noide?
b) Qual é a aceleração de um elétron lançado no 
interior do solenoide, paralelamente ao seu eixo?
46. (UE-MG) O campo magnético no interior de um 
solenoide tem intensidade B = 8 · 10–2 T, o com-
primento do solenoide é 0,5π m e a corrente que 
o atravessa tem intensidade i = 4 A. Sabendo-se 
que μ
0
 = 4π · 10–7 T · m/A, o número de espiras 
do solenoide será igual a:
a) 6 000 d) 4 800
b) 2 500 e) 25 000
c) 10 000
47. (U. F. Viçosa-MG) A figura representa um ele-
troímã e um pêndulo cujo corpo C, preso à 
extremidade, é um ímã. Ao fecharmos a chave K, 
podemos afirmar que:
N S
C
K
a) o ímã do pêndulo será repelido pelo eletroímã.
b) o ímã do pêndulo será atraído pelo eletroímã.
c) o ímã do pêndulo irá girar em torno do fio 
que o suporta.
d) o polo sul do eletroímã estará à sua direita.
e) o campo magnético no núcleo do eletroímã é 
nulo.
48. (UF-PA) Eletroímãs são largamente utilizados como 
guindastes para transporte de cargas metálicas 
pesadas (ferro). Na figura, representa-se esquema-
ticamente um eletroímã constituído de um núcleo 
de ferro e um solenoide com 1 000 espiras/metro, 
percorrido por uma corrente elétrica i = 5 A. 
(Dado: μ
0
 = 4π · 10–7 T · m/A.)
Considerando que a pre-
sença do núcleo de ferro 
aumenta de 1 000 (mil) 
vezes o campo magnético 
no interior do solenoide, 
em relação ao campo que 
ele produziria no ar, cal-
cule, em teslas, o campo 
no eixo do solenoide da 
figura.
9. Magnetismo na matéria 
Após os experimentos de Oersted, Ampère e outros, percebeu-se que as corren-
tes elétricas produzem campos magnéticos semelhantes aos produzidos pelos ímãs. No 
caso de um solenoide, por exemplo, o campo externo é semelhante ao campo produzi-
do por um ímã em forma de barra. Essa constatação fez os físicos suspeitarem de que 
os campos dos ímãs também fossem produzidos por correntes elétricas. Ampère sugeriu 
que o magnetismo dos ímãs seria o resultado dos campos originados por minúsculas 
correntes elétricas circulares (fig. 35) no interior do ímã. Figura 35.
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ZA
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Capítulo 18364
Exercícios de Aprofundamento
hoje sabemos que Ampère estava parcialmente certo: é verdade que o campo mag-
nético dos ímãs é criado pelos elétrons, que fazem parte dos átomos, mas de um modo 
mais complexo do que o imaginado por ele. Além disso, havia o fato intrigante de que 
apenas alguns materiais se comportavam como ímãs.
Somente no século XX foi possível elucidar melhor esses mistérios e compreender 
o funcionamento do magnetismo dos ímãs, após a descoberta dos componentes do 
átomo e a criação de uma nova teoria, a Mecânica Quântica, capaz de explicar deter-
minados comportamentos dessas partículas. 
10. o fechamento das linhas de campo 
No capítulo 11 vimos que as linhas de força do campo elétrico produzido por cargas 
em repouso (campo elétrico eletrostático) nascem em cargas positivas e terminam em 
cargas negativas, nunca formando percursos fechados. Porém, no caso do campo mag-
nético, as linhas de campo são sempre fechadas, tanto no caso do campo produzido 
por correntes elétricas como no caso do campo produzido por ímãs.
Consideremos, por exemplo, o ímã em forma de barra representado na 
figura 36. As linhas de campo são contínuas e fechadas. um fato impor-
tante a observar é que:
•	 fora do ímã, o sentido das linhas de campo é do polo norte para o 
polo sul;
•	 dentro do ímã, o sentido das linhas de campo é do polo sul para o 
polo norte.
Como outro exemplo consideremos a situação representada na figura 
37a, em que temos um pedaço de ferro com a forma de um toro (ou 
toroide), que é a forma de uma câmara de pneu. O toro é parcialmente 
envolvido por um fio percorrido por corrente de intensidade i. No interior 
do ferro, as linhas de campo são aproximadamente circulares (fig. 37b).
ProcurE no cD
No CD, 
apresentamos 
uma descrição 
simplificada das 
propriedades 
magnéticas da 
matéria.
N
S
B
Figura 36.
i
ferro
i
(a)
B
linhas de(b)
Figura 37.
49. Em alguns aparelhos eletrônicos, quando há dois 
fios conduzindo correntes de mesma intensidade 
mas de sentidos opostos, eles são trançados jun-
tos como ilustra a figura. Qual a razão disso?
50. Sobre uma mesa foi colocado um fio dobrado em 
forma de hélice e ligado a uma bateria e a uma 
chave aberta, como ilustra a figura. Se a chave 
for fechada, a tendência da hélice é esticar ou 
encolher?
bateria
chave
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PT
Capítulo 18364