Lei de Ampère

Desvendando a Lei de Ampère

A Lei de Ampère é uma das leis fundamentais da eletromagnetismo e descreve o comportamento dos campos magnéticos em torno de correntes elétricas. Essa lei, formulada por André-Marie Ampère, é essencial para entender como as correntes elétricas criam campos magnéticos e como esses campos afetam seu entorno.

O que é a Lei de Ampère: A Lei de Ampère estabelece que a circulação do campo magnético ao longo de uma curva fechada é diretamente proporcional à corrente elétrica total que atravessa essa curva. Matematicamente, é expressa como ∮B · dl = μ₀ * I, onde ∮B · dl representa a circulação do campo magnético, μ₀ é a permeabilidade do vácuo e I é a corrente elétrica total que atravessa a curva. Essa lei é frequentemente usada para calcular campos magnéticos em torno de fios condutores e solenoides.

O que você não pode deixar de saber: Para aplicar a Lei de Ampère com sucesso, é essencial escolher uma curva fechada que seja simétrica em relação à distribuição de corrente elétrica. Além disso, a direção do campo magnético B e o elemento de comprimento dl devem ser paralelos ou antiparalelos em todos os pontos da curva escolhida. Compreender essa lei é fundamental para resolver problemas relacionados a campos magnéticos gerados por correntes elétricas.

Exercício Resolvido

Uma corrente elétrica de 5 A percorre um fio retilíneo longo. Qual é a intensidade do campo magnético a uma distância de 10 cm do fio?

Resposta: Podemos usar a Lei de Ampère para resolver esse problema. Escolhemos uma curva circular de raio 10 cm em torno do fio como nossa trajetória fechada. A circulação do campo magnético (∮B · dl) nessa curva é igual a μ₀ * I, onde μ₀ é a permeabilidade do vácuo (4π × 10⁻⁷ T·m/A) e I é a corrente elétrica (5 A). Portanto, ∮B · dl = (4π × 10⁻⁷ T·m/A) * (5 A) = 2π × 10⁻⁶ T·m. Como a curva é uma circunferência de raio 10 cm (0,1 m), podemos escrever ∮B · dl = B * 2π * 0,1 m, onde B é o campo magnético que queremos encontrar. Resolvendo para B, obtemos B = (2π × 10⁻⁶ T·m) / (2π * 0,1 m) = 10⁻⁴ T.

Exercícios Propostos

1. Uma corrente elétrica de 8 A percorre um solenoide de 20 espiras por metro. Qual é a intensidade do campo magnético no interior do solenoide?

• (a) 0,4 T
• (b) 1,6 T
• (c) 8 T
• (d) 32 T
• (e) 0,2 T

2. Qual é a circulação do campo magnético em torno de um fio retilíneo longo percorrido por uma corrente elétrica de 3 A a uma distância de 5 cm do fio?

• (a) 3 × 10⁻⁶ T·m
• (b) 3 × 10⁻⁷ T·m
• (c) 1,5 × 10⁻⁶ T·m
• (d) 1,5 × 10⁻⁷ T·m
• (e) 6 × 10⁻⁶ T·m