FICHA D3-P03

Dos cables paralelos

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TipoSecundaria Dificultad Puntos7 pts Tiempo máx.14 min Media8 min Origen preguntaAdaptado Verificación soluciónVerificado por razonamiento independiente Completado con IA
Prerrequisitos
  • Una corriente rectilínea crea un campo magnético en círculos alrededor del cable; su sentido sale de la regla de la mano derecha (pulgar = corriente, dedos = campo)
  • Dos cables paralelos con corrientes del mismo sentido se atraen; con corrientes de sentidos opuestos se repelen
  • Fuerza por unidad de longitud entre dos cables paralelos: F/L = μ₀I₁I₂/(2πr)

Dos cables rectos, largos y paralelos, P y Q, son perpendiculares a la página y están separados una distancia r. Ambos transportan la misma corriente I: en P la corriente sale hacia fuera de la página y en Q entra hacia dentro. R es el punto medio entre los dos cables. I = 5,0 A r = 0,20 m μ₀ = 4π × 10⁻⁷ N A⁻²

a Determina la dirección y el sentido del campo magnético resultante en R (arriba, abajo, izquierda o derecha en la página) y justifícalo. [2]
b Indica si los cables se atraen o se repelen, y justifícalo. [1]
c Calcula la fuerza por unidad de longitud entre los cables. [2]
d Se invierte el sentido de la corriente en ambos cables, se duplica la corriente en P y se duplica la separación entre los cables. Indica cómo cambian la magnitud y el sentido (atractivo o repulsivo) de la fuerza por unidad de longitud. [2]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • Fuerza por unidad de longitud entre cables paralelos: F/L = μ₀I₁I₂/(2πr). — Cuadernillo de datos, Tema D.3.
  • Misma dirección de corriente → atracción; direcciones opuestas → repulsión.
  • Campo de un cable recto: círculos concéntricos; el sentido se obtiene con la regla de la mano derecha.
Refuerzo
Libro — Oxford Physics 2023 — Topic D.3 Motion in electromagnetic fields, fuerza entre cables paralelos.
Cuadernillo — Cuadernillo de datos de Física — Tema D.3 (F/L = μ₀I₁I₂/(2πr)).
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Apartado a) — P (corriente hacia fuera): campo antihorario; en R, a su derecha, apunta hacia arriba. Q (corriente hacia dentro): campo horario; en R, a su izquierda, también hacia arriba. Los dos campos tienen el mismo sentido y se suman: el campo resultante en R apunta hacia arriba.
Apartado b) — Se repelen: las corrientes tienen sentidos opuestos.
Apartado c) — F/L = μ₀I₁I₂/(2πr) = (4π × 10⁻⁷ × 5,0 × 5,0)/(2π × 0,20) = 2,5 × 10⁻⁵ N m⁻¹.
Apartado d) — Magnitud: F/L ∝ I₁I₂/r → (2 × 1)/2 = 1, no cambia (2,5 × 10⁻⁵ N m⁻¹). Sentido: al invertir ambas corrientes siguen teniendo sentidos opuestos, así que la fuerza sigue siendo repulsiva.