22. Nos dias de inverno é comum imaginarmos um agasalho e um banho com água quente. E pensando no banho quente e no uso do chuveiro elétrico, é indispensável zelar pela economia de água e energia elétrica. Nesse sentido, anote algumas dicas importantes para você fazer uso eficiente desse aparelho:
• Feche o chuveiro enquanto se ensaboa e não demore muito no banho;
• Não mexa no chuveiro quando ele estiver aberto ou quando você estiver molhado;
• Nos dias quentes, deixe o botão de regulagem do chuveiro na posição “verão” ou “desligado”;
• Ao comprar um chuveiro, escolha um modelo que ofereça conforto, segurança e tenha menor consumo de energia.
Após a leitura e reflexão sobre este texto, analise a situação de um chuveiro que tem as seguintes inscrições: 120 V e 2 400 W. Os fios, percorridos pela corrente elétrica i que movimenta o chuveiro, estão afastados 2,0 mm. Considerando a possibilidade de esses fios serem retilíneos e paralelos, e sabendo que a permeabilidade magnética neste meio é igual a 4π · 10−7 Tm/A, determine:
a) qual a intensidade da força, por unidade de comprimento, que age nos fios
?
b) explique se as forças que agem nos fios são de atração ou repulsão.
Soluções para a tarefa
Vamos imiciar anotando os dados fornecidos pela questão.
U = 120 V
P = 2400 W
r = 2 mm = 2 × 10^-3 m
μ = 4π × 10^-7 Tm/A
a) Para encontrarmos a força magnética por unidade de comprimento, utilizaremos a seguinte equação:
F/l = (μ×i1×i2)/2πr
Porém, não temos o valor das correntes, mas temos o potencial elétrico e a potência. E para achar a corrente faremos
P = i×U
i = P/U
i = 2400/120
i = 20 A
Achamos a corrente, mas aí você pode estar se perguntando, "é a corrente i1 ou i2?". A verdade é que se estamos falando de um aparelho como o chuveiro elétrico, a corrente é uma só, logo i1 = i2 = 20 A.
Portanto,
F/l = (4π × 10^-7 × 20²)/(2π × 2 × 10^-3)
F/l = 4 × 10^-2 N/m
b)
Para descobrir se a força é de atração ou repulsão, lembre-se do que eu falei no início. Temos que a corrente entra por um lado e saí por outro. Logo, esses fios também são paralelos, assim implica dizer que as correntes têm sentidos contrários.
Fazendo a regra da mão direita, encontramos os campos magnéticos B1 e B2. Em seguida, pela regra da mão esquerda a Força magnética de cada um. Nos dando assim forças de repulsão. (Ver imagem abaixo)
