guia integrada aprendizaje practico

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería

Campos Electromagnéticos

1 Campos Electromagnéticos

Guía integrada aprendizaje práctico

Actividad práctica - Momento 2

Del 16 de febrero al 15 de marzo de 2015

Unidad 1: Campo eléctrico, flujo eléctrico y potencial eléctrico. Entorno de trabajo: Aprendizaje Práctico. Modo de trabajo: Grupal. Valor: 20 Puntos. Propósito: Reconocer los conceptos de operaciones vectoriales, campo eléctrico, fuerza eléctrica, flujo eléctrico y carga eléctrica mediante el desarrollo de ejercicios de aplicación.

Actividad Práctica

Cada estudiante, luego de abordar las temáticas del curso correspondientes a la unidad 1 debe analizar y desarrollar paso a paso los ejercicios de aplicación propuestos en la presente guía de actividad práctica, las soluciones individuales deben aportarse en el entorno de aprendizaje práctico en el foro momento 2,y mediante debate y discusión formal obtener un consolidado único de solución grupal el cual debe presentarse al final del mismo foro. Ejercicios de Aplicación

1. Calcular el producto punto y el producto cruz entre los

siguientes pares vectores expresados en sus componentes rectangulares:

a. 2i 3j b. 2i + 3j + 4k 7i + 3j - 1k c. 5i + 2j – 6k 4i – k d. ¿Geométricamente qué significado tiene el producto

punto y el producto cruz?

2. Calcular la magnitud de la fuerza de atracción o repulsión que se genera entre dos cargas en reposo las cuales están separadas una distancia 1m,tenga en cuenta que el valor de una de las cargas es de 50uC la cual duplica el valor de la otra. Las cargas son de signos iguales. Para estos casos, el signo sólo se utiliza para indicar si las cargas son positivas o negativas y así poder determinar si se genera atracción o repulsión.

3. Tres cargas alineadas q1, q2 y q3 está separadas una distancia d12=15cm y d23=25cm, con q1=2x10^-6 C, q2=-4x10^-6 C y q3=5x10^-6 C. Determinarla magnitud y dirección de la fuerza resultante ejercida sobre q2 sabiendo que las cargas están en reposo y en el vacío como lo muestra la figura.






4. Una esfera maciza posee una carga eléctrica de 50mC.

Calcular la densidad de carga volumétrica de la figura, sabiendo que la carga está uniformemente distribuida. Tener en cuenta que el radio de la esfera es r=90cm.

Un volumen esférico concéntrico es extraído de la figura original del problema ¿Cuál será ahora el valor de la carga eléctrica de la nueva esfera si el radio es r=45cm?

5. Determinar el campo eléctrico E producido por una carga positiva q=30uCdistribuida de manera uniforme en una superficie esférica de radio r=20cm. Graficar el comportamiento del campo eléctrico E(R) para (0<R<50cm). Como referencia teórica y conceptual, ingrese a este enlace: Campo de distribuciones con simetría esférica.

Recomendaciones: Utilizar un editor de ecuaciones para presentar los desarrollos paso a paso de los ejercicios propuestos. En la página 6 de la Guía Integrada de Actividades del curso se instruye y se recomienda utilizar el Daum Equation Editor. Puede utilizar el módulo del curso como elemento de consulta inicial para comprender las bases teóricas de los problemas, el módulo se encuentra en el Entorno de Conocimiento, dentro de las referencias complementarias.






Actividad práctica - Momento 3

Del 16 de marzo al 12 de abril de 2015

Unidad 2: Campo magnético estático. Entorno de trabajo: Aprendizaje Colaborativo. Modo de trabajo: Grupal. Valor: 20 Puntos. Propósito: Reconocer los conceptos de fuerzamagnética, fuerza de Lorentz, Ley de Biot-Savarty Ley de Ampere mediante el desarrollo de ejercicios de aplicación.

Actividad Práctica

Cada estudiante, luego de abordar las temáticas del curso correspondientes a la unidad 2 debe analizar y desarrollar paso a paso los ejercicios de aplicación propuestos en la presente guía de actividad práctica, las soluciones individuales deben aportarse en el entorno de aprendizaje práctico en el foro momento 3, y mediante debate y discusión formal obtener un consolidado único de solución grupal el cual debe presentarse al final del mismo foro. Ejercicios de Aplicación

1. De acuerdo a la gráfica, una carga q viaja a una velocidad

v=2x105m/s (-i) la cual incide dentro de un campo magnético uniforme B=2Tque está dirigido en el plano xz formando un ángulo de 50° con el eje +x. Hallar la magnitud de la fuerza magnética que se ejerce sobre la carga si q=2mC. Determinar las características del movimiento helicoidal seguido por el protón bajo la acción del campo magnético.

2. Una carga Q=80uC viaja a una velocidad v=7x10^6 m/s en el eje -x. Calcular vectorialmente la fuerza que un campo magnético uniforme B ejerce sobe la carga sí: (G: Gauss)

a. B= 100G -j (ver imagen, campo dirigido hacia abajo). b. B= 60G j (campo dirigido hacia arriba). c. B= 30G i + 20G j - 10G k (rotando el imán). d. Determinar el tipo de movimiento de la carga en a, b y c.

3. Calcular la fuerza total sobre un protón que está sometida a la

acción de un campo eléctrico E = 2j v/my un campo magnético B = 3k T y que viaja a una velocidad v = 8i - 2j km/s.






4. Graficar en una misma imagen, la magnitud del campo magnético producido por un conductor extenso y rectilíneo en función de la distancia r. Los valores de corriente para cada gráfica son: 1, 5, 10 y 20A.

Se recomienda utilizar la aplicación gratuita de Google web store Desmos Graphing Calculator.

Imagen de muestra del graficador Desmos:

5. Determinar la magnitud de la fuerza por unidad de longitud que

se ejerce entre dos conductores por los cuales circulan corrientes eléctricas de I1=5A y I2=15A. Los conductores están separados una distancia a=2cm. suponga que las corrientes circulantes tienen: Ver apoyo conceptual

a. La misma dirección. b. Dirección opuesta. c. Para a y b determinar si se ejerce fuerza de atracción o repulsión.

Recomendaciones: Utilizar un editor de ecuaciones para presentar los desarrollos paso a paso de los ejercicios propuestos. En la página 6 de la Guía Integrada de Actividades del curso se instruye y se recomienda utilizar el Daum Equation Editor. Puede utilizar el módulo del curso como elemento de consulta inicial para comprender las bases teóricas de los problemas, el módulo se encuentra en el Entorno de Conocimiento, dentro de las referencias complementarias.



Del 13 de abril al 10 de mayo de 2015

Unidad 3: Inducción electromagnética, Ondas electromagnéticas y fundamentos de antenas.Entorno de trabajo: Aprendizaje Modo de trabajo: Grupal. Valor: 20 Puntos. Propósito: Reconocer los conceptos de electromagnéticas mediante el desarrollo de

Cada estudiante, luego de abordar las temáticas del curso correspondientes a la unidad 3 debe analizar y desarrollar paso a paso los ejercicios de aplicación propuestos en la presente guía de actividad práctica, las soluciones individuales deben aportarse en el entorno daprendizaje práctico en el foro momento 4, y mediante debate y discusión formal obtener un consolidado único de solución grupal Ejercicios de Aplicación

1.

2.

3.

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Electromagnéticos

integrada aprendizaje práctico

Momento 4 Del 13 de abril al 10 de mayo de 2015

Inducción electromagnética, Ondas electromagnéticas y fundamentos de antenas.

Aprendizaje Colaborativo.

Reconocer los conceptos de Inducción electromagnética yondas mediante el desarrollo de ejercicios de aplicación.

Actividad Práctica

, luego de abordar las temáticas del curso correspondientes a la unidad 3 debe analizar y desarrollar paso a paso los ejercicios de aplicación propuestos en la presente guía de actividad práctica, las soluciones individuales deben aportarse en el entorno daprendizaje práctico en el foro momento 4, y mediante debate y discusión formal obtener un consolidado único de solución grupal el cual debe presentarse al final del mismo foro.

La siguiente función trigonométrica representa una

armónica y(x,t)=2Sen(6,28x10^6t+3,14x),la cual está unidades del SI. Determinar:

a. Sentido de desplazamiento. b. Amplitud. c. Longitud de onda. d. Frecuencia y periodo. e. Velocidad.

Determinar la expresión vectorial E(x,t) del campo eléctrico en

[V/m] de una OEM con frecuencia f=2x10^9Hz y magnitud máxima del campo eléctrico E=2V/m la cual está polarizada en dirección del eje Y (polarización vertical) y se propaga en el vacío en el sentido positivo del eje X.

Dos emisoras ubicadas en una misma ciudad señales de radio con frecuencias en FM de 104respectivamente, sus coberturas alcanzan un radio de 60Km. Calcular el tiempo que tardan las señales en llegar a una ciudad externa ubicada a 48 Km del emisor.afirmar que una OEM de mayor frecuencia se transmite más rápidamente que una de menor frecuencia, en el mismo medio?



Inducción electromagnética, Ondas electromagnéticas y fundamentos de antenas.

Inducción electromagnética yondas

, luego de abordar las temáticas del curso correspondientes a la unidad 3 debe analizar y desarrollar paso a paso los ejercicios de aplicación propuestos en la presente guía de actividad práctica, las soluciones individuales deben aportarse en el entorno de aprendizaje práctico en el foro momento 4, y mediante debate y discusión formal obtener un

el cual debe presentarse al final del mismo foro.

trigonométrica representa una onda 3,14x),la cual está escrita en

E(x,t) del campo eléctrico en [V/m] de una OEM con frecuencia f=2x10^9Hz y magnitud

la cual está polarizada en dirección del eje Y (polarización vertical) y se propaga en el

ubicadas en una misma ciudad transmiten sus en FM de 104Mhz y 92Mhz

respectivamente, sus coberturas alcanzan un radio aproximado Km. Calcular el tiempo que tardan las señales en llegar a

Km del emisor. ¿Se puede afirmar que una OEM de mayor frecuencia se transmite más rápidamente que una de menor frecuencia, en el mismo






4. *Una espira cuadrada de alambre con longitud 3cm y

resistencia R=10 ohm, está situada cerca de un alambre infinitamente largo que conduce una corriente i=2A, como se muestra en la figura. La distancia desde el alambre largo a la espira es r(t) = t + 1.Graficar:

a. La magnitud del flujo a través de la espira en el tiempo. b. La f.e.m. inducida en la espira al moverse alejándose del

alambre largo con una rapidez constante V=4cm/s. c. La corriente inducida en la espira en el tiempo.

Para el análisis y desarrollo de este ejercicio explorar bases teóricas en: *Universidad de Antioquia. (2014). Ley de Faraday. Ejemplo 1. Tomado de http://docencia.udea.edu.co/regionalizacion/irs-404/contenido/capitulo10.html Recomendaciones: Utilizar un editor de ecuaciones para presentar los desarrollos paso a paso de los ejercicios propuestos. En la página 6 de la Guía Integrada de Actividades del curso se instruye y se recomienda utilizar el Daum Equation Editor. Puede utilizar el módulo del curso como elemento de consulta inicial para comprender las bases teóricas de los problemas, el módulo se encuentra en el Entorno de Conocimiento, dentro de las referencias complementarias.

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