Dois condutores longos e paralelos em uma placa de circuito estão separados por d = 2,00 cm; pelo condutor A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Dois condutores longos e paralelos em uma placa de circuito estão separados por d = 2,00 cm; pelo condutor A passa I1 = 5,00 A e pelo condutor B passa I2 = 2,00 A, ambos no mesmo sentido. Use µ0 = 4p×10?7 N·A?². Determine a força magnética por unidade de comprimento F/L entre eles (N·m?¹) e indique se é atrativa ou repulsiva.
- A) F/L = 0,5×10?4 N·m?¹, pois a distância é irrelevantemente pequena.
- B) F/L = 2,00×10?4 N·m?¹, repulsiva, pois as correntes são opostas.
- C) F/L = 0 N·m?¹, pois não há interação entre os condutores.
- D) F/L = 1,00×10?4 N·m?¹, atrativa
- E) F/L = 1,00×10?³ N·m?¹, atrativa, pois I1 > I2.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique a relação entre as correntes e o campo. Cada condutor longo gera, a uma distância d, um campo de módulo B = mu0 x I / (2 x pi x d). O condutor B está imerso no campo do condutor A, e a força por unidade de comprimento sobre ele é F/L = mu0 x I1 x I2 / (2 x pi x d).
- Substitua os valores, usando mu0 = 4 x pi x 10^-7 N/A^2, I1 = 5,00 A, I2 = 2,00 A e d = 2,00 cm = 0,02 m. Temos F/L = (4 x pi x 10^-7 x 5 x 2) / (2 x pi x 0,02). O numerador vale 40 x pi x 10^-7 e o denominador vale 0,04 x pi. Logo F/L = 1000 x 10^-7 = 1,00 x 10^-4 N/m.
- Determine o tipo de força. Como as correntes têm o mesmo sentido, os condutores se atraem (correntes paralelas de mesmo sentido geram atração; sentidos opostos geram repulsão).
- Compare com o gabarito. Resolvi sem me apoiar no gabarito e cheguei à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: usa a constante mu0/(4 pi) em vez de mu0/(2 pi) e afirma, sem base, que a distância não importa. B: usa pi no denominador em vez de 2 pi e inverte o sentido da força. C: supõe que não há interação entre correntes, o que contraria a lei de Ampère-Laplace. E: a força não depende de qual corrente é maior no sentido de definir atração ou repulsão, e o valor 1,00 x 10^-3 N/m decorre de uma conversão incorreta da distância.
💡 Dica: Calcule a força magnética usando a fórmula apropriada.
Alternativa por alternativa
O aluno usa a constante mu0/(4 pi) em vez de mu0/(2 pi) e acredita que a distância é irrelevante para o resultado, quando a força varia com o inverso de d.
O aluno divide por pi em vez de 2 pi na fórmula e conclui que correntes no mesmo sentido se repelem, confundindo a regra das correntes paralelas com a de sentidos opostos.
Por que engana: Confundir a direção da força magnética, acreditando que correntes no mesmo sentido geram força repulsiva.
O aluno acredita que condutores percorridos por corrente não interagem magneticamente, ignorando que cada corrente cria campo que atua sobre a outra.
F/L = µ0·I1·I2/(2pd) = (4p×10?7·5,00·2,00)/(2p·0,02)=1,00×10?4 N·m?¹. Correntes no mesmo sentido produzem força atrativa.
O aluno acha que a força depende de qual corrente é maior para definir o módulo e a atração, e obtém 1,00 x 10^-3 N/m possivelmente ao usar d = 2 mm (0,002 m) em vez de 2 cm.
Raio-X da questão
força magnética entre condutores
avaliacao
força magnética entre condutores · lei de Ampère
Revisar a lei de Ampère e a força entre condutores paralelos.
Confundir a direção da força magnética, acreditando que correntes no mesmo sentido geram força repulsiva.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Dois fios longos e paralelos, separados por d = 5,0 cm, conduzem correntes I1 = 6,0 A e I2 = 3,0 A no mesmo sentido…
- (OBJETIVA | dificuldade 2) Dois fios longos e paralelos estão separados por d = 0,10 m; conduzem correntes I1 = 8,0 A e…
- Um condutor retilíneo de comprimento L = 0,40 m é colocado horizontalmente no plano xy, conduz corrente I = 2,0 A no…
- Um condutor retilíneo horizontal de comprimento L = 0,50 m conduz corrente I = 2,0 A para leste. Está imerso em campo…
- Um condutor retilíneo de comprimento L = 0,40 m conduz corrente I = 4,0 A no sentido norte (vetor corrente para +y)…
- Um condutor retilíneo de comprimento L = 0,400 m conduz corrente I = 8,00 A na direção +x; está em campo magnético…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog