O campo magnético fora de um toróide é efetivamente zero devido à geometria e simetria únicas desta estrutura magnética. Um toróide é um núcleo em forma de rosca ou anel, normalmente feito de material ferromagnético, em torno do qual uma bobina ou enrolamento é enrolada. As razões por trás do campo magnético próximo de zero fora do toróide são as seguintes:
- Caminho magnético fechado:
- A forma toroidal fornece inerentemente um caminho magnético fechado para o fluxo magnético gerado pela corrente que flui através da bobina. Ao contrário de outras estruturas magnéticas com caminhos abertos, o toróide confina o campo magnético dentro de si, minimizando a sua influência externa.
- Cancelamento de campos magnéticos:
- O design do toróide envolve uma série de voltas de fio estreitamente enroladas formando uma bobina ao redor do núcleo toroidal. Os campos magnéticos gerados por cada volta da bobina contribuem para o campo magnético geral dentro do toróide. Devido à simetria do toróide, esses campos magnéticos se somam de uma forma que cancela o campo magnético externo, resultando em vazamento mínimo de fluxo.
- Lei Circuital de Ampère:
- De acordo com a Lei Circuital de Ampère, a integral do campo magnético ao longo de um circuito fechado é igual ao produto da permeabilidade do espaço livre e da corrente que passa pelo circuito. No caso de um toróide, o circuito fechado está dentro do próprio toróide, e o enrolamento da bobina garante que o campo magnético esteja concentrado dentro deste circuito fechado.
- Contribuições magnéticas iguais e opostas:
- O núcleo toroidal tem uma seção transversal circular e a corrente que passa pela bobina produz campos magnéticos que circulam ao redor do núcleo. A simetria circular do toróide garante que as contribuições magnéticas de diferentes pontos ao redor do toróide sejam iguais e opostas, levando ao cancelamento do campo magnético fora do toróide.
Em resumo, a combinação do caminho magnético fechado fornecido pela forma toroidal, o cancelamento dos campos magnéticos devido ao enrolamento da bobina e a simetria circular do toróide resulta em um campo magnético quase insignificante fora do toróide. Esta propriedade torna os toroides valiosos em aplicações onde um campo magnético confinado e controlado é desejável, como em transformadores e indutores.
