As figuras representam arranjos de fios longos, retilíneos, paralelos e percorridos por correntes elétricas de…

Questão

As figuras representam arranjos de fios longos, retilíneos, paralelos e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. Os fios estão orientados perpendicularmente ao plano desta página e dispostos segundo os vértices de um quadrado. A única diferença entre os arranjos está no sentido das correntes: os fios são percorridos por correntes que entram (?) ou saem (?) do plano da página. [IMAGEM] O campo magnético total é nulo no centro do quadrado apenas em [FUVEST 2017 - Questão 61] FUVEST - 2017

1. A) I.
2. B) II.
3. C) I e II.
4. D) II e III.
5. E) III e IV.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Todos os fios estão à mesma distância do centro O do quadrado, e as correntes têm a mesma intensidade. Logo, cada fio produz no centro um campo de mesmo módulo, perpendicular ao segmento que liga o fio ao centro. Como o campo de cada fio é tangencial à circunferência que passa pelo fio, a regra da mão direita dá o sentido: corrente saindo do plano gera campo anti-horário em torno do fio, e corrente entrando gera campo horário.
2. Para que o campo total seja nulo, os quatro vetores de mesmo módulo precisam se anular dois a dois ou em conjunto. Em um quadrado, vetores de fios em vértices opostos são simétricos em relação a O, então podem se cancelar com sentidos opostos.
3. Se todas as correntes têm o mesmo sentido, os quatro campos apontam em direções tangenciais distribuídas simetricamente em torno de O, e a soma vetorial é zero. Essa é uma das configurações que anulam o campo no centro.
4. Se as correntes alternam o sentido nos vértices opostos (um padrão tipo tabuleiro de xadrez), cada par de vértices opostos tem campos de mesmo módulo e sentidos contrários no centro, e o campo total também se anula. Essa é a segunda configuração que anula o campo.
5. Nas demais figuras há um fio com sentido diferente dos outros três, ou os dois fios invertidos são vizinhos. Nesses casos os campos não se cancelam completamente e sobra um campo resultante não nulo no centro.
6. Portanto, o campo magnético total é nulo no centro apenas nas configurações II e III, alternativa D.
7. Por que as outras estão erradas: A) o arranjo I não anula o campo, pois a inversão de um único fio deixa uma componente resultante não nula. B) considera apenas o arranjo II e esquece a outra configuração que também anula o campo. C) inclui o arranjo I, que não anula o campo no centro. E) inclui o arranjo IV, em que os fios invertidos são vizinhos e não se cancelam.

💡 Dica: Analise a direção das correntes e aplique a regra da mão direita para o campo magnético.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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