PAU Física 2022 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 4

P4) Dos fils conductors rectilinis molt llargs es troben situats paraŀlels a l’eix z (perpen- diculars al pla xy) i separats una distància de 16,0 cm. Pel fil 1 circula un corrent I1 = 1,50 A dirigit cap avall i pel fil 2 circula un corrent I2 = 1,50 A dirigit cap amunt. a) Donat un punt P situat al pla xy i equidistant als dos fils (la distància a cada fil és de 10,0 cm), feu un esquema sobre el pla xy del camp magnètic creat per cada fil al punt P i justifiqueu la direcció i el sentit del camp. Quin és el sentit i la direcció del camp magnètic total al punt P? Justifiqueu la resposta. [1,25 punts] b) Calculeu la força per unitat de longitud que fa el fil 1 sobre el fil 2, és a dir, la força que fa el fil 1 sobre un tram d’1,00 m de longitud del fil 2. Indiqueu tant el mòdul com la direcció i el sentit de la força. [1,25 punts] Dades:  El mòdul de camp magnètic creat per un fil infinit per on circula un corrent I a una distància r del fil és . μ0 = 4π × 10–7 T m A–1.

0,4 p Primer determinarem la direcció i el sentit del camp magnètic creat pel fil (1). Sabem que les línies de camp són circumferències en el pla xy centrades en el fil, i el sentit es determina amb la mà dreta posant el dit polze en el mateix sentit que el corrent, com s’indica a la figura. Com que el camp magnètic és tangent a les línies i té el mateix sentit, el camp magnètic creat pel fil (1) té la direcció i el sentit indicats a la figura. Noteu que, com que és tangent a la circumferència, és perpendicular al radi. Aquest camp magnètic té dues components segons els eixos x i y, o el que és equivalent, forma un cert angle α amb l’eix y. 0,4 p Seguint el mateix raonament anterior i tornant a aplicar la regla de la mà dreta, es veu immediatament que el sentit i la direcció del camp magnètic creat pel fil 2 al punt P són els indicats a la figura adjunta. 0,2 p Els mòduls dels camps B1 i B2 són iguals, atès que el corrent que circula pels dos fils és el mateix i el punt és equidistant […]