Como a superposição dos campos de duas espiras coaxiais idênticas pode gerar uma região axial aproximadamente uniforme entre elas?

Resposta: Pela soma das contribuições: na região central simétrica variações opostas de cada espira se compensam, gerando um plateau quando a separação é da ordem do raio.

Explicação e exemplo:
O campo no eixo de uma espira de raio r e corrente I a uma distância x do centro é
\(B_{\text{espira}}(x)=\dfrac{\mu_0 I r^2}{2\big(r^2+x^2\big)^{3/2}}\).
Para duas espiras centradas em \(x=\pm d/2\) temos por superposição:
\(B_r(x)=\dfrac{\mu_0 I r^2}{2\big(r^2+(x-d/2)^2\big)^{3/2}}+\dfrac{\mu_0 I r^2}{2\big(r^2+(x+d/2)^2\big)^{3/2}}\).
Por simetria \(dB_r/dx|_{x=0}=0\); se \(d\approx r\) a curvatura central é pequena e o campo fica quase constante no eixo entre as espiras.

Exemplo:
Considere \(r=0.05\ \text{m}\), \(d=0.04\ \text{m}\) e \(I=1\ \text{A}\). Defina \(K=\mu_0 I r^2/2\approx 1.5708\times10^{-9}\).
Em \(x=0\): cada espira contribui com \(\displaystyle B_1=B_2=\dfrac{K}{(r^2+(d/2)^2)^{3/2}}=\dfrac{1.5708\cdot10^{-9}}{(0.0029)^{3/2}}\approx1.004\times10^{-5}\ \text{T}\), logo \(B_r(0)\approx2.008\times10^{-5}\ \text{T}\).
Em \(x=0.01\ \text{m}\) (um deslocamento dentro da região entre as espiras):
\(B_{\text{esq}}\approx\dfrac{K}{(0.0034)^{3/2}}\approx7.93\times10^{-6}\ \text{T}\),
\(B_{\text{dir}}\approx\dfrac{K}{(0.0026)^{3/2}}\approx1.184\times10^{-5}\ \text{T}\),
somando \(B_r(0.01)\approx1.979\times10^{-5}\ \text{T}\), que difere de \(B_r(0)\) em ≈1.4% — ilustração numérica de como uma contribuição decrescente de uma espira é compensada pela crescente da outra, produzindo a região quase uniforme.