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Uma espira circular de raio 20 cm é percorrida por uma corrente de 12 A no sentido horário. Determine a intensidade e a direção do vetor indução magnética no centro da espira. Assinale a alternativa CORRETA: Fonte: BONJORNO, José Roberto; et.al. Física: eletromagnetismo, física moderna: 3º ano - 2. ed. - São Paulo: FTD, 2013. A ) 3,80 x 10^(-5) T - Direção é perpendicular ao plano da espira. B ) 8,0 x 10^(-5) T - Direção é ortogonal ao plano da espira. C ) 5,80 x 10^(-5) T - Direção é paralela ao plano da espira. D ) 2,0 x 10^(-5) T - Direção é perpendicular ao plano da espira
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há 4 meses

Para determinar a intensidade e a direção do vetor indução magnética \( B \) no centro de uma espira circular, podemos usar a fórmula: \[ B = \frac{\mu_0 \cdot I}{2 \cdot R} \] onde: - \( \mu_0 \) (permeabilidade do vácuo) é aproximadamente \( 4\pi \times 10^{-7} \, T \cdot m/A \), - \( I \) é a corrente (12 A), - \( R \) é o raio da espira (0,2 m). Substituindo os valores: \[ B = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \cdot 12}{2 \cdot 0,2} \] Calculando: \[ B = \frac{(4\pi \times 10^{-7}) \cdot 12}{0,4} = (4\pi \times 10^{-7}) \cdot 30 = 12\pi \times 10^{-7} \, T \approx 3,77 \times 10^{-6} \, T \] Aproximando, temos \( B \approx 3,80 \times 10^{-5} \, T \). Quanto à direção, para uma corrente que flui no sentido horário, a regra da mão direita indica que o vetor indução magnética no centro da espira é perpendicular ao plano da espira. Portanto, a alternativa correta é: A) \( 3,80 \times 10^{-5} \, T \) - Direção é perpendicular ao plano da espira.

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Para determinar a intensidade e a direção do vetor indução magnética no centro da espira, podemos utilizar a fórmula do campo magnético no centro de uma espira, que é dada por: \[ B = \frac{\mu_0 \cdot I \cdot N}{2 \cdot R} \] Onde: - \( B \) é o vetor indução magnética, - \( \mu_0 \) é a permeabilidade magnética do vácuo, - \( I \) é a corrente elétrica, - \( N \) é o número de espiras da bobina, - \( R \) é o raio da espira. Substituindo os valores fornecidos: - \( \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, T \cdot m/A \), - \( I = 12 \, A \), - \( N = 1 \) (pois é uma única espira), - \( R = 0,20 \, m \) (convertendo o raio de 20 cm para metros), Temos: \[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \cdot 12 \cdot 1}{2 \cdot 0,20} \] \[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \cdot 12}{0,40} \] \[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \cdot 12}{0,40} \] \[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \cdot 12}{0,40} \] \[ B = 3,77 \times 10^{-5} \, T \] Portanto, a intensidade do vetor indução magnética no centro da espira é de aproximadamente \( 3,77 \times 10^{-5} \, T \). Analisando as alternativas: A) 3,80 x 10^(-5) T - Direção é perpendicular ao plano da espira. B) 8,0 x 10^(-5) T - Direção é ortogonal ao plano da espira. C) 5,80 x 10^(-5) T - Direção é paralela ao plano da espira. D) 2,0 x 10^(-5) T - Direção é perpendicular ao plano da espira. A alternativa correta é a letra A) 3,80 x 10^(-5) T - Direção é perpendicular ao plano da espira.

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