Considere um solenoide muito longo com n1 voltas por unidade de comprimento e raio a

ITA 2022 - QUESTÃO 14 Considere um solenoide muito longo com n 1  voltas por unidade de comprimento e raio a. Situado no lado externo do sol...

ITA 2022 - QUESTÃO 14

Considere um solenoide muito longo com n1 voltas por unidade de comprimento e raio a. Situado no lado externo do solenoide, há outro solenoide de comprimento L, com n2 voltas por unidade de comprimento e raio b (b > a).

Metade do solenoide externo possui resistividade ρ1 e a outra metade ρ2. Os fios que compõem o solenoide possuem uma área transversal A e seus terminais estão ligados em curto. A corrente que passa pelo solenóide interno varia linearmente com o tempo, I = I0t.

Desprezando a auto-indutância dos solenoides, a corrente induzida no solenóide externo pode ser escrita por

QUESTÃO ANTERIOR:

- Considere um octaedro regular cujos vértices estão todos ligados por capacitores idênticos de capacitância C.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

1) O campo magnético gerado pelo solenoide interno é dado por: B1(t) = μ0 . n1 . I0 . t

2) O fluxo magnético gerado pelo solenoide interno é dado por: Φ1(t) = μ0 . n1 . I0 . t . π . a²

3) A variação temporal do fluxo gerado pelo solenoide interno é dada por:

4) Como o solenoide externo apresenta dois fios com resistividades diferentes, cada um com metade do número total de voltas do solenoide, este se comporta como uma resistência equivalente em série:

onde N2 = n2 . l é o número total de voltas do solenoide externo e l = 2πb é o comprimento de uma volta (espira) do solenoide externo. Assim:

5) A força eletromotriz induzida em todas as N2 voltas do solenoide externo será dado por:

Como ε2 = Re . I2 temos:

Portanto:

GABARITO:

PRÓXIMA QUESTÃO:

- A energia produzida pelo Sol é resultante de reações de fusão nuclear de conversão de hidrogênio em hélio.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova ITA 2022 (1ª Fase) com Gabarito