Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Septiembre 2014

C1.    Un   conductor   macizo   de   forma   esférica  recibe  una  carga  eléctrica.  ¿Cuál  de  las  siguientes  afirmaciones  es  verdadera?

a)      La carga se distribuye por todo el conductor.

b)      El potencial es 0 en todos los puntos del conductor.

c)       En el interior del conductor no hay campo electrostático.

La respuesta correcta es la c. Las cargas eléctricas en un conductor siempre se distribuyen por su superficie. Como son cargas del mismo signo, se repelen y la manera que tienen de estar lo más separadas posible es irse a la superficie y alejarse de sus compañeras, lo que da una densidad homogénea de carga. Si aplicamos el teorema de Gauss a esta distribución de carga, deberíamos coger una superficie gaussiana (una esfera) y ver el número de líneas de campo que atraviesan dicha superficie. Si la superficie gaussiana es de radio menor al radio de la esfera, para calcular el campo en el interior del conductor, no habría líneas de campo que la atravesaran, puesto que en el interior de dicha superficie no hay ninguna carga.

C2.   Por    dos     conductores    paralelos   e   indefinidos,    separados    por   una     distancia   d,    circulan  corrientes  en  sentido  contrario  de  diferente  valor,  una  el  doble  de  la  otra. La inducción magnética se anula en un punto del plano de los conductores situado:  a) Entre ambos conductores;  b) Fuera de los conductores y del lado del conductor que transporta más corriente;  c) Fuera de los conductores y del lado del conductor que transporta menos corriente.

La respuesta correcta es la c. Como se puede ver en el dibujo, en el punto medio el campo magnético se suma, no se anula. Se puede anular fuera de los conductores, pero para eso el módulo de esos vectores debe ser igual. El campo magnético que crea un hilo conductor es:

El campo magnético es directamente proporcional a la intensidad de corriente que lleva el hilo conductor e inversamente proporcional a la distancia a la cual estamos calculando ese campo. Por lo tanto, se anularán del lado del conductor que transporta menos corriente, porque el otro conductor será capaz de crear en ese punto un campo magnético lo suficientemente grande como para contrarrestar el que crea ese hilo.