Como calcular a força magnética de um solenoide |
Os solenoides são bobinas em forma de mola de fio comumente usados em eletroímãs. Ao passar uma corrente elétrica por um solenoide, cria-se um campo magnético. Esse campo pode exercer uma força em partículas carregadas que é proporcional à sua força. Para calcular a força do campo magnético de um solenoide, use essa equação:
Força = carga x velocidade da carga x força do campo magnético
Como está representado na equação, para calcular a força, deve-se primeiro conhecer a força do campo magnético, que é dependente das características do solenoide. É possível substituir esses parâmetros na equação de força para obter:
Força = carga x velocidade da carga x (constante magnética x número de voltas no solenoide x corrente)
O cálculo parece complicado mas, na verdade, trata-se de apenas multiplicar algumas variáveis mensuráveis.
Escreva a equação para a força que um eletroímã de solenoide aplicará em uma carga:
Força = Q x V x (constante magnética x N x I)
Q = carga do ponto de passagem V = velocidade do ponto da carga constante magnética = 4 x pi x 10^-7 (referência 3) N = número de voltas no solenoide I = corrente
Determine as variáveis na situação em que deseja calcular a força exercida pelo solenoide magnético. Por exemplo, considere uma carga de 1 Coulomb (C) viajando a 100 m/s através do campo magnético de um solenoide com 1000 voltas e 2 A de corrente passando por ele.
Substitua os números do seu exemplo na equação e use a calculadora para determinar a força agindo na carga.
Força = 1 C x 100 m/s x (4 x pi x 10^-7 x 1000 x 2 A) = 0,2512 Newtons
O ímã de solenoide exerce uma força de 0,2512 Newtons nessa carga.
Georgia State University: Força magnética [em inglês]
Georgia State University: Campos magnéticos [em inglês]
Se a carga estiver viajando a qualquer ângulo diferente de 90º em relação ao campo magnético, toda a equação de força deve ser multiplicada pelo seno desse ângulo.