Campo magnético dentro de um solenóide

1 · Prever

Um solenóide (uma bobina bem enrolada) transporta corrente através de suas muitas voltas. Se você aumentar a corrente, a intensidade do campo interno aumenta em proporção direta?

• O campo cresce mais rápido que a corrente, já que a contribuição de cada turno aumenta.
• Sim – o campo interior é diretamente proporcional à corrente.
• O campo interior não depende da corrente.

2 · Preparar

1. Abra a predefinição do campo solenóide e pressione Redefinir. O solenóide tem voltas 400 em um comprimento 0.45 m.
2. Ative a leitura de intensidade de campo interna.
3. Defina a corrente da bobina para cada tentativa e registre a intensidade do campo interno.

3 · Coletar Dados

Plote a intensidade do campo B (eixo y) em relação à corrente I (eixo x) para suas três tentativas. A linha passa direto pela origem?

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule B = μ₀NI/L usando μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Compare com a tabela.
2. Explique por que o campo interno depende do número de voltas por unidade de comprimento (N/L), e não das voltas e do comprimento separadamente - um solenóide mais longo com proporcionalmente mais voltas fornece o mesmo campo.

5 · Aprofundar

1. Um eletroímã (como em um guindaste de ferro-velho) é essencialmente um solenóide enrolado em um núcleo de ferro, que pode multiplicar o campo por um fator de centenas ou milhares (a alta permeabilidade do núcleo). Explique por que um solenóide simples com núcleo de ar como este produz um campo muito mais fraco para a mesma corrente e espiras.
2. Fora de um solenóide ideal, o campo magnético é próximo de zero, ao contrário do campo de um único fio que se estende para fora dele. Explique, usando os muitos campos de espiras individuais, por que os campos dos lados opostos da bobina se cancelam em grande parte externamente, mas são reforçados internamente.

A física por trás deste experimento

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