Un pararrayos es una barra metálica vertical que atrae y dirige grandes descargas de corriente hacia tierra. La gran mayoría de rayos nube-tierra son negativos, es decir, son transferencias de carga negativa de la nube hacia tierra. En el momento de la descarga se crea un campo magnético alrededor del pararrayos que podemos equiparar al creado por un hilo de corriente infinito. La corriente máxima que puede asumir un pararrayos es de unos 100kA.
Datos
El módulo del campo magnético creado por un hilo infinito por donde circula una corriente I a una distancia r del hilo es B=2πrμ0I
μ0=4π×10−7T m A−1
∣e∣=1,602×10−19C
a
Calculad el campo magnético máximo que puede crear el pararrayos a una distancia de 10cm. Realizad un dibujo esquemático del pararrayos indicando el sentido del movimiento de los electrones, la intensidad de corriente y tres líneas de campo magnético. Justificad el sentido de las líneas de campo.1,25 pts
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b
Representad gráficamente el módulo de este campo magnético máximo en función de la distancia r al pararrayos en el intervalo siguiente: 10cm≤r≤50cm. Supongamos que hay un electrón que en el momento de la descarga se encuentra a 10cm del pararrayos y que tiene una velocidad de 103m/s paralela al pararrayos y hacia tierra. Calculad el módulo de la fuerza que crea el campo magnético sobre el electrón y justificad su dirección y sentido.1,25 pts
