A Figura 1 mostra um material ferromagnético envolto por um solenóide, ao qual é aplicado o pulso de tensão senoidal de duração T, conforme mostrado na Figura 2. O pulso produz um aquecimento no material ferromagnético, cuja energia, em joules, é dada por:  

A energia proveniente do aquecimento do material ferromagnético é usada para aquecer 15 L de água de 20 ºC para 100 ºC, sendo que o rendimento desse processo de transferência de calor é 90%.  

 De acordo com os dados do problema, determine:  

a) a densidade máxima do fluxo magnético Bmax ;  

b) a energia produzida no aquecimento do material ferromagnético K ;  

c) a duração do pulso de tensão senoidal T. 

Dados:  

• comprimento do solenóide: 40 cm;  

• número de espiras do solenóide: 2.000 espiras;  

• calor específico da água: 1 cal/g ºC ;  

• 1 cal = 4,2 J; e  

• permeabilidade magnética do material ferromagnético: 20 x 10⁻⁷ Wb/Am.  

Considerações:  

• o comprimento do solenóide é consideravelmente maior que seu raio interno; e • despreze o efeito indutivo do solenóide.