FísicaFácilCuestión · 1 pts

Campo magnético creado por corrientes

Castilla-La Mancha · 2021 · Julio
Enunciado
Por dos conductores rectilíneos e indefinidos, dispuestos paralelamente, circulan corrientes eléctricas de la misma intensidad y sentido. Dibuja en un esquema la dirección y sentido del campo magnético que crea cada uno en la posición del otro. Escribe la expresión de la fuerza magnética que aparece sobre cada uno de los conductores justificando la dirección y sentido que toma en este caso en cada hilo. ¿Es de atracción o de repulsión?
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Resultado
  FL=μ0I22πd, dirigida de cada hilo hacia el otro: atraccioˊn  \boxed{\;\frac{F}{L} = \frac{\mu_0 I^2}{2\pi d},\ \text{dirigida de cada hilo hacia el otro: atracción}\;}
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Estrategia

Cada hilo crea un campo B=μ0I/(2πd)B = \mu_0 I/(2\pi d) con líneas circulares (regla de la mano derecha). Ese campo actúa sobre el otro hilo con F⃗=I L⃗×B⃗\vec F = I\,\vec L\times\vec B.
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Desarrollo

Sean los hilos verticales, el 1 a la izquierda y el 2 a la derecha, separados dd, con las corrientes hacia arriba (+Y+Y), en el plano del papel (ZZ saliendo del papel).
  • Campo del hilo 1 en el hilo 2: a la derecha de una corriente que sube, el campo entra en el papel: B⃗1=−μ0I2πd k⃗\vec B_1 = -\dfrac{\mu_0 I}{2\pi d}\,\vec k.
  • Campo del hilo 2 en el hilo 1: a la izquierda de una corriente que sube, el campo sale del papel: B⃗2=+μ0I2πd k⃗\vec B_2 = +\dfrac{\mu_0 I}{2\pi d}\,\vec k.
Fuerza sobre un tramo LL de cada hilo:F⃗12=IL j⃗×B⃗1=−μ0I2L2πd (j⃗×k⃗)=−μ0I2L2πd i⃗(sobre el 2, hacia la izquierda)\vec F_{12} = I L\,\vec j\times\vec B_1 = -\frac{\mu_0 I^2 L}{2\pi d}\,(\vec j\times\vec k) = -\frac{\mu_0 I^2 L}{2\pi d}\,\vec i\quad(\text{sobre el 2, hacia la izquierda})F⃗21=IL j⃗×B⃗2=+μ0I2L2πd i⃗(sobre el 1, hacia la derecha)\vec F_{21} = I L\,\vec j\times\vec B_2 = +\frac{\mu_0 I^2 L}{2\pi d}\,\vec i\quad(\text{sobre el 1, hacia la derecha})Cada hilo es empujado hacia el otro: con corrientes del mismo sentido la fuerza es de atracción, de módulo por unidad de longitudFL=μ0I22πd\frac{F}{L} = \frac{\mu_0 I^2}{2\pi d}
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Consejo

Regla para recordar: corrientes paralelas en el mismo sentido se atraen; en sentidos opuestos, se repelen (al revés que las cargas).
Paso 1 de 3
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