1er examen extraordinario 2014 1 sol
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Electricidad Y Magnetismo UnamExamen ExtraordinarioTRANSCRIPT
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DIVISIN DE CIENCIAS BSICAS COORDINACIN DE FSICA Y QUMICA
DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO SEMESTRE 2014-1
SOLUCIN EXAMEN EXTRAORDINARIO (PRIMER PERIODO) SINODALES: Ing. Gabriel Alejandro Jaramillo Morales M.I. Juan Carlos Cedeo Vzquez 20deseptiembrede2013
1. Sabiendo que el vector de campo elctrico en el
punto P(3,0,5)[cm] es ,
que es producido por el exceso de carga elctrica que
poseen una superficie muy grande coincidente con
el plano XY, un conductor recto muy largo paralelo
al eje X que pasa por el punto C(0,0,10)[cm], y una
carga puntual q localizada en el punto D(0,0,5)[cm];
determine:
a) La magnitud y signo de la densidad
superficial de carga . b) El vector fuerza elctrica que actuara
sobre un electrn colocado en el punto
P(3,0,5)[cm].
c) La diferencia de potencial VAB , explicando
cmo se lleg al resultado.
d) El trabajo necesario, realizado por una fuerza
externa, para trasladar la carga q desde el
punto D(0,0,5)[cm] hasta el punto R(-4,0,2)[cm]
si = - 0.8854[C/m2].
a) ;
si vemos los componentes del campo elctrico y realizamos la resta nos da como resultado que es la componente que genera
12300
1085.821010022
pp EE
261077.1 mC
b) 319 1011810106.1 kiEqF pe NkiF 15108.186.1 c) Como todos los puntos son equidistantes con respecto a la carga, a la lnea y a la superficie
CNkiEp 31011810
pppqp EEEE iiEpq 101003.0 101109 32
99
CNkkEp 101805.0
10502109 399
pE
CNk10100 3
pE
0ABV
-
d) ;
VVRD 150003.01085.82 108854.002.005.02 12
6
0
JWRD 69 10923.11923101
2. En una conexin de capacitores como la mostrada, al aplicar cierta diferencia de potencial Vae, la carga en el
capacitor C2 result ser 180[C], con base en esto y en el diagrama, determine en el SI:
a) La carga en el capacitor C3.
b) La energa almacenada en el
capacitor C4.
c) La diferencia de potencial Vae
que se aplic a la conexin. d) El campo de ruptura que como
mnimo debe tener el dielctrico
de C5 si su espesor es 0.5X10-3[m]
y se trata de un capacitor de placas
planas y paralelas.
a) Por estar en serie
b)
24
2444 2
121
beVCVCU ; decdbcbe VVVV ,as: VFC
CqVbc 30106
101806
6
1
1
;
VFC
CqVcd 60103
101806
6
2
2
; VF
CCqVde 90102
101806
6
3
3
,
VVbe 906030 VVbe 180 ; JJU 081.01801055.021 264 c)
beabae VVV ; beqq 5 ; 1234 CCC beeq ;
321123
1111CCCC
;
666666123 101
11066
106321
1021
1031
10611
C ; FFC 1101 6123 y
FFFCbeeq
615 ycomo VVbe 180 56644 10900180105 qCVFVCq be ; VF
CCqVab 751012
109006
6
5
5
as
VVVae 25518075 d) Como
mV
mV
dV
E ab 150000105.0
753
55 ;
mVE
rup1500005
RDRDRD VVV 4238510502109 99
LnVRD
VVRD 1923
Cqqq 180123
-
3. Para el circuito elctrico que se muestra en la figura y con los datos indicados obtenga:
a) El valor del resistor R4.
b) La diferencia de potencial Vab.
c) La intensidad de corriente i5.
d) La energa que entrega la fem real 2 al resto del circuito, en 4 minutos.
4.0,][95.0,][12][947.8][697.110
][468.0][298.0
2211
24
rVrVVVVVf
AiAi
bcac
a) 30
298.0947.8
44 i
VR bc
b) bcabac VVV ; bcacab VVV ; VVab 75.2947.8697.11
c) 0225 bcVri ;
4.0947.89
2
25 r
Vi bc Ai 1325.05
d) PtE ; 25252 iriP 1855.11325.04.01325.09 2 P JE 51.2846041855.1 4.Enelconjuntodeconductoresmostrado,,elsolenoiderectoylargo,escoaxialconelejeY,elconductor1rectoylargo,esparaleloalejeXperoconsucorrientei,hacialapartenegativadedichoeje,determine:a)Elvalordeisrequeridoparaelcampoindicado.b)Lacorrientei1quedebecircularenelconductor1para.c)Elflujomagnticoatravsdelaseccintransversalcentraldelsolenoidesi,isfuese50[A].d)Lafuerzasobre5[m]delconductor1sisecolocaraotroconductor2,rectoylargo,coincidenteconelejeXconcorrientei2=200[A],dondei2llevaelsentidopositivodelejeX;supongai1=800[A].
mTkjiB 807.12500
0B
-
a) ; ; ;
b) ;
c) ; ;
d) ; ;
5. Una barra AB, con una resistencia de 1[m], se encuentra sobre dos rieles de resistencia despreciable que estn conectados a una diferencia de potencial de 12[V] como se muestra en la figura. Si el sistema se encuentra en un
campo magntico de 1[Wb/m2] perpendicular al plano que forma el circuito. Determine.
a) La corriente que circula en la barra.
b) La magnitud y sentido de la fuerza magntica que acta sobre la barra.
c) El trabajo necesario para mover la barra de la posicin AB a la posicin AlBl depreciando la fuerza de friccin entre
la barra y los rieles.
d) En qu direccin debe estar el campo magntico, para que la barra tienda a elevarse (hacia la derecha).
a) ][10
2.01][12 AV
RVI
b) BIlsenF mA
mWbF 2.0101 2
.][2 izquierdalaHacaNF
c) dFW ][1.0][2 mNW ][2.0 JW d) En direccin j
1OOSO BBB k
rij
lNiB
OA
sO
2
2
100
j
lNiB sOS 2
0 ANlBi OSs 4010104 2.0107.12522 373
0
OAO r
iB
210
1 ArBi OAO 8000104
02.02108027
3
0
11
SdBPSb
pPSb AB mmA
mAWb
alNis
b 2.0
02.05010104 223720
mWbWbb 3948.010948.3 4
121112 BliF
OAriliF
2
201112
NjmkAmAWbimAF 802.0200
21045800
7
12
-
6. En la figura se muestra un ncleo macizo de material ferromagntico que posee un entrehierro de longitud
despreciable. Se muestra tambin la curva de magnetizacin del acero laminado en fro. Con base en ello, determine:
a) El flujo magntico dentro del ncleo si se sabe que para la corriente que circula por el embobinado de 200 vueltas,
la intensidad de campo magntico en el material ferromagntico es H=200[A/m].
b) La permeabilidad magntica del ncleo.
c) La reluctancia del material.
d) La fuerza magnetomotriz aplicada.
a) si ; y ;
b) Como ;
c) ;
d) pero tambin ; entonces
Entonces
mAH 2000 TB 55.1 BAb Wbm
mWb
b422
2 1055.101.055.1
Wbb 155HB
mAWb
mAmWb
HB 42 1075.7
2000
55.1
WbA
mmA
Wbm
Alm
n 1.1032258101075.7
105.015.04244
2
11.1032258 Hn
NiF Ae
e0 0
0
ee bnbneF
vueltaAWbWbAF b
1601.1032258
][8.0200
160 AvueltasvueltaA
NFi