Respuesta :
La corriente que circula por el alambre es de 0,0315 A, el campo eléctrico es de [tex]1,06\times 10^{-5}\frac{V}{m}[/tex], la diferencia de potencial entre sus extremos es de [tex]4,76\times 10^{-6}V[/tex]. Cambiando el conductor de aluminio por uno de cobre, el campo eléctrico (manteniendo la misma densidad de corriente) es menor porque el cobre tiene mayor conductividad.
Explicación:
Si la densidad de corriente en el alambre es de 400 A por metro cuadrado y se lo considera circular, la corriente por el alambre es:
[tex]I=J.A=400\frac{A}{m^2}.\frac{\pi.D^2}{4}=0,0315A[/tex]
Sabiendo que el alambre es de aluminio, podemos calcular el campo eléctrico utilizando la ley de Ohm puntual:
[tex]J=\sigma.E\\\\E=\frac{J}{\sigma}=\frac{400\frac{A}{m^2}}{37,8\frac{S}{m}}\\\\E=1,06\times 10^{-5}\frac{V}{m}[/tex]
Como este campo eléctrico es uniforme a lo largo del alambre, la diferencia de potencial entre los extremos del alambre es:
[tex]V=E.d=1,06\times 10^{-5}\frac{V}{m}.0,45m=4,76\times 10^{-6}V[/tex]
Si cambiamos el conductor de aluminio por uno de cobre, y mantenemos la misma corriente, el nuevo campo eléctrico será:
[tex]E=\frac{J}{\sigma}=\frac{400\frac{A}{m^2}}{58,108\times 10^{6}\frac{S}{m}}=6,88\times 10^{-6}\frac{V}{m}[/tex]
Siendo este un valor menor al calculado eléctricamente, en efecto, el campo eléctrico disminuye porque la conductividad del cobre es menor y el campo eléctrico es inversamente proporcional a la conductividad.