Problema 74-8
Fonte: Problema elaborado pelo autor do site.
Usa-se um fio esmaltado de bitola 17 AWG, que possui um diâmetro de 1,15 mm e pode
conduzir, no máximo, uma corrente de 3,2 A, para a construção de uma bobina formada por 400 espiras
em uma forma cilíndrica de 10 cm de diâmetro. Determine.
a) a tensão máxima que pode ser aplicada sobre a bobina.
b) nesse caso, qual o valor do campo indução magnético.
Nota: Pela tabela 02-01 temos que a resistividade
do cobre vale ρ = 1,69 x 10-8 ohm.metro.
Inicialmente, vamos determinar o comprimento do fio utilizado na confecção da bobina. Sabemos que o comprimento
de uma espira é dado por Lind = π D, onde D é diâmetro da forma da bobina. Então, multiplicando
pelo número de espiras encontramos o comprimento total do fio, ou
Por outro lado, a área da seção reta do fio vale A = π D2 / 4 = 1,04 x 10-6 m2.
Então, utilizando a eq. 02-01, reproduzida abaixo, podemos calcular a resistência elétrica da bobina.
Substituindo pelos valores numéricos e efetuando o cálculo, obtemos:
Como sabemos que o fio com bitola 17 AWG suporta uma corrente elétrica máxima de 3,2 A, então a tensão máxima
que é possível aplicar sobre a bobina é de
Neste item vamos calcular o campo indução magnético do solenoide (bobina) utilizando a eq. 74-23 reproduzida abaixo:
Onde, na eq. 74-23, Ls representa o comprimento do solenoide. Como conhecemos o diâmetro do fio e o número de espiras, podemos calcular o comprimento do solenoide, ou
Então, substituindo os valores numéricos na eq. 74-23, temos
Efetuando o cálculo, obtemos:
