Física General III – Año 2012Guía de Trabajos Prácticos No. 6

1. a) Utilizar la ley de Biot y Savart para calcular el campo magnético de una espira circular de radio R sobre el eje que pasa por el centro de la espira. b) ¿Qué valor toma en el centro de la espira? c) ¿Que ocurre a grandes distancias del centro de la espira?

2. Utilice el resultado hallado en el ejercicio 1 para calcular a) el campo magnético en eje que pasa por el centro de una bobina con N espiras y longitud L. b) Determine el campo magnético para una bobina infinitamente larga con la misma densidad de espiras por unidad de longitud (n).

3. Un solenoide de 1 m de longitud, radio 0.8 cm y 300 vueltas transporta una corriente de 3 A. Determinar aproximadamente el campo magnético inducido en el centro del solenoide.

4. Hallar el campo magnético en el punto P de la figura.

5. En la figura las corrientes tienen un valor de 8 A y sentidos opuestos. Los conductores estan separados una distancia 2cm. a) Utilizando la ley de Ampere y el principio de superposicion determinar el campo magnetico en un punto P, ubicado a una distancia de 5cm de cada uno de los conductores. b) Hallar la circulación de B para cada una de las trayectorias circulares indicadas.

6. Un toroide con un arrollamiento compacto, de radio interior 1 cm y radio exterior 2 cm, posee 1000 vueltas de alambre y transporta una corriente de 1.5 A. a) ¿Cuánto vale el campo magnético a una distancia de 1.1 cm del centro? b) ¿Cuánto vale a 1.5 cm del centro?

7. Un cable conductor se dobla en forma de un cuadrado de lado L = 6 cm y se sitúa en el plano xy. Transporta una corriente I = 2.5 A. ¿Cuál es el módulo del momento que actúa sobre el conductor si existe un campo magnético de 0.3 T a) en la dirección z y b) en la dirección x?

8. Un electrón de energía cinética 45 keV se mueve en una órbita circular perpendicular a un campo magnético de 0.325 T. a) Hallar el radio de la órbita. b) Hallar la frecuencia y el período del movimiento.

9. Una barra metálica de masa m está apoyada sobre un par de raíles conductores horizontales separados una distancia L y unidos a un dispositivo que suministra una corriente constante I al circuito. Se establece un campo magnético uniforme B como se muestra en la figura. a) Si no existe rozamiento y la barra parte del reposo cuando t = 0, demostrar que en el instante t la barra adquiere una velocidad v = (BIL/m)t. b) ¿En qué sentido se moverá la barra? c) Si el coeficiente de rozamiento estático es μe, hallar el valor mínimo del campo B necesario para hacer que la barra se ponga en movimiento.

10. Un electrón se mueve entre las placas de un capacitor plano cargado a una diferencia de potencial de 1000 Volts. La distancia entre las placas del capacitor es de 5 mm. El capacitor se encuentra en una zona de campo magnético B uniforme y constante, perpendicular a las líneas del campo eléctrico. ¿Cuál debe ser el sentido y magnitud de B para que un electrón que se mueve a 1000 km/seg atraviese el capacitor en línea recta?

Resultados:1. b) B = μ0 I / 2R 2. b) B = μ0 I n 3. B = 1.13 x 10-7 T6. B = 27.3 mT ; b) B = 20 mT7. a) τ = 0 ; b) τ = (2.7 x 10-3 Nm) j8. a) r = 2.2 mm ; b) f = 9.1 GHz ; T = 0.11ns

9. b) Hacia la derecha; c) Bmin=emg

I L

10. B = 0.2 T