Física - Eletromagnetismo: Campo Magnético de uma Espira Circular
Análise da Questão
Esta questão trata do campo magnético no centro de uma espira circular percorrida por corrente elétrica. Para resolver, utilizamos a fórmula derivada da Lei de Biot-Savart para uma única espira.
Fórmula Aplicável
O campo magnético no centro de uma espira circular é dado por:
B = \frac{\mu_0 I}{2R}
Onde:
- B = intensidade do campo magnético (em Tesla)
- \mu_0 = permeabilidade magnética do vácuo ($4\pi \times 10^{-7}$ T·m/A)
- I = corrente elétrica (em Ampère)
- R = raio da espira (em metro)
Cálculo Passo a Passo
| Variável | Valor |
|---|
| \mu_0 | $4\pi \times 10^{-7}$ T·m/A |
| I | 3 A |
| R | 0,3 m |
Substituindo na fórmula:
B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 3}{2 \times 0,3}
B = \frac{12\pi \times 10^{-7}}{0,6}
B = 20\pi \times 10^{-7} \text{ T}
B \approx 6,28 \times 10^{-6} \text{ T} = 6,28 \mu\text{T}
## Análise
- Fórmula correta: B = \frac{\mu_0 I}{2R} para o centro de uma espira circular
- Cálculo realizado: Resultado obtido foi aproximadamente 6,28 μT
- Opções disponíveis: 0,2 μT; 1,2 μT; 2,5 μT; 2 μT; 3 μT
- Conclusão importante: Nenhuma alternativa corresponde ao valor calculado
Possíveis Erros no Problema
| Possível Causa | Explicação |
|---|
| Raio incorreto | Se R fosse 1,5 m em vez de 0,3 m, o resultado seria ~1,26 μT |
| Corrente diferente | Com I = 0,3 A, o resultado seria ~0,628 μT |
| Número de espiras | Se fosse N espiras, B = N × (μ₀I/2R) |
| Erro de digitação | O símbolo "?" pode indicar problema visual na questão original |
Conclusão
A metodologia de resolução está correta, aplicando-se a Lei de Biot-Savart para uma espira circular. O valor calculado (6,28 μT) não aparece nas alternativas fornecidas, indicando um provável erro na formulação da questão ou nos dados apresentados.
Para fins de estudo, recomenda-se memorizar a fórmula B = \frac{\mu_0 I}{2R} e praticar com valores que produzam resultados compatíveis com as opções típicas de provas.