Galicia. Examen PAU resuelto de Física. Junio 2015

 

P1.     

a)  Indica cuál es el módulo, dirección y sentido del campo magnético creado por un hilo conductor rectilíneo recorrido por una corriente y realiza un esquema que ilustre las características de dicho campo. Considérese ahora que dos hilos conductores rectilíneos y paralelos de gran longitud transportan sendas corrientes eléctricas. Sabiendo que la intensidad de una de las corrientes es el doble que el de la otra corriente y que, estando separados   10 cm,   se   atraen   con   una   fuerza   por   unidad  de  longitud  de  .

b)   Calcula las intensidades que circulan por los hilos.

c)  ¿Cuánto  vale  el  campo  magnético  en un  punto  situado entre los dos hilos, a 3 cm del que transporta menos corriente?

 (Dato:  )

 

a)    El esquema del campo creado por un hilo conductor rectilíneo por el que circula una corriente sería así:

 

El módulo de este campo magnético se calcularía de la siguiente manera:

Es directamente proporcional a la intensidad de corriente e inversamente proporcional a la distancia a la que calculamos el campo.

 

b) Teniendo en cuenta que la fuerza que aparece entre los dos hilos conductores es atractiva, las intensidades deben tener el mismo sentido:

 

Utilizando la 2ª ley de Laplace obtenemos una expresión para la fuerza por unidad de longitud:

Ahora substituyendo en la ecuación anterior el valor de la intensidad de campo gravitatorio obtenemos:

 

Ahora como sabemos que un hilo lleva el doble de corriente que el otro, la expresión anterior nos quedará :

Con esta fórmula ya podemos calcular la intensidad de corriente que circula por uno de los hilos:

A partir de esta intensidad calculamos la otra:

 

c)   Como se puede ver en el esquema, en un punto intermedio entre los hilos el campo magnético tiene la misma dirección y sentidos contrarios, por lo que tendremos que calcular B₁ y B₂ y restarlos para obtener el campo total:

 

El vector resultante irá en la dirección y sentido del campo B₁, ya que es mayor que el que crea el otro hilo.