Uma bobina solenoidal longa tem N = 500 voltas, comprimento l = 0,25 m e percorre corrente I = 2,0 A. Calcule…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma bobina solenoidal longa tem N = 500 voltas, comprimento l = 0,25 m e percorre corrente I = 2,0 A. Calcule o campo magnético aproximado no interior do solenoide usando µ0 = 4p×10^-7 T·m/A e B = µ0 (N/l) I.
- A) B ˜ 5,03×10^-3 T.
- B) B ˜ 7,0×10^-3 T
- C) B ˜ 2,0×10^-3 T
- D) B ˜ 1,0×10^-3 T
- E) B ˜ 3,2×10^-3 T
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identificar os dados: N = 500 voltas, l = 0,25 m, I = 2,0 A e µ0 = 4π×10^-7 T·m/A. Passo 2: Calcular o número de espiras por metro: N/l = 500 / 0,25 = 2000 espiras/m. Passo 3: Aplicar a fórmula B = µ0 (N/l) I = (4π×10^-7) × 2000 × 2,0. Passo 4: Multiplicar primeiro 2000 × 2,0 = 4000, depois 4π×10^-7 × 4000 = 16π×10^-4 ≈ 5,03×10^-3 T. Passo 5: Conclusão: resolvendo por conta própria, a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: a B (7,0×10^-3 T) é resultado de um cálculo com valor de µ0 ou de π incorreto para o produto dado. A C (2,0×10^-3 T) indica que o fator N/l ou o valor de I não foi aplicado corretamente. A D (1,0×10^-3 T) é uma ordem de grandeza abaixo do valor real, típica de quem não converte corretamente o comprimento. A E (3,2×10^-3 T) resulta de aproximação excessiva do valor de π ou de erro de multiplicação.
💡 Dica: Aplique a fórmula do campo magnético para solenoides.
Alternativa por alternativa
B = µ0 (N/l) I = (4p×10^-7)(500/0,25)(2,0) ˜ 5,03×10^-3 T.
O aluno provavelmente errou o valor numérico de µ0 ou aproximou 4π de forma imprecisa, o que deslocou o resultado para 7,0×10^-3 T.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do campo magnético em um solenoide com a de um campo magnético gerado por um fio reto, aplicando a fórmula errada.
O aluno provavelmente deixou de aplicar corretamente o fator N/l, tratando o cálculo como se o número de espiras por metro fosse menor do que 2000.
O aluno provavelmente não converteu o número de voltas em espiras por metro ou usou o comprimento de forma errada, obtendo um valor com ordem de grandeza abaixo do correto.
O aluno provavelmente usou uma aproximação grosseira de π ou cometeu erro de multiplicação ao combinar µ0, N/l e I.
Raio-X da questão
campo magnético em solenoide
avaliacao
cálculo de campo magnético · lei de Ampère
Revisar a fórmula do campo magnético em solenoides e suas variáveis.
O aluno pode confundir a fórmula do campo magnético em um solenoide com a de um campo magnético gerado por um fio reto, aplicando a fórmula errada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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