Problema 2 · Física II UB 2023

Tema: Camp magnètic: llei d'Ampère i forces magnètiques · Del examen Examen final (Gener de 2023) (2023)

Enunciado

Problema 2 (1,67 punts). Camp i forces en un cilindre massís i fil conductor paral·lel

Un cilindre conductor massís de radi aa condueix un corrent d'intensitat II distribuït de forma uniforme per tota la seva secció segons la direcció del seu eix longitudinal. A una distància 2a2a de la superfície externa del cilindre hi ha un fil conductor rectilini molt prim i indefinit, paral·lel a l'eix del cilindre, pel qual circula el mateix corrent II en el mateix sentit.

Expresseu els resultats en funció de les dades (aa, II).

a.

Determineu la densitat de corrent elèctric al cilindre massís.

b.

Emprant el teorema d'Ampère, calculeu el camp magnètic generat pel corrent del cilindre als punts interiors d'aquest (r<ar < a).

c.

Calculeu el camp magnètic que produeix el cilindre als punts de l'espai exteriors a ell (r>ar > a).

d.

Dibuixeu un esquema explicatiu de la direcció i sentit de les forces que actuen mútuament entre el cilindre i el fil.

Enunciado: Problema 2 · Física II UB 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Determineu la densitat de corrent elèctric al cilindre massís.

Solución: Iπa2\frac{I}{\pi a^2}

b. Emprant el teorema d'Ampère, calculeu el camp magnètic generat pel corrent del cilindre als punts interiors d'aquest (r<ar < a).

Solución: μ0Ir2πa2\frac{\mu_0 I r}{2\pi a^2}

c. Calculeu el camp magnètic que produeix el cilindre als punts de l'espai exteriors a ell (r>ar > a).

Solución: μ0I2πr\frac{\mu_0 I}{2\pi r}

d. Dibuixeu un esquema explicatiu de la direcció i sentit de les forces que actuen mútuament entre el cilindre i el fil.

Solución: Esquema que mostri forces d'atracció mútua perpendiculars als conductors i oposades entre si: - El vector B⃗\vec{B} creat pel cilindre en la posició del fil té direcció perpendicular al pla i sentit sortint (⊙)(\odot). - La força sobre el fil és atractiva (dirigida cap a l'eix del cilindre). - La força sobre el cilindre és atractiva (dirigida cap al fil, per la tercera llei de Newton).

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Ejercicio Qüestió 10 · 2023 · Ejercicio Qüestió 8 · Juny 2022 ›

Más ejercicios de Camp magnètic: llei d'Ampère i forces magnètiques