SEXTA PRACTICA DIRIGIDA DE FISICA II

CAMPO MAGNETICO

LEY DE AMPERE

1) Se tiene tres conductores perpendiculares al plano XY; el primero siguiendo la dirección Z negativo, transportando una corriente de 4 amperios y pasando por el punto (2 cm, 0); el segundo siguiendo la dirección Z positivo, transportando una corriente de 2 amperios y pasando por el punto (0, 2 cm); y el tercero siguiendo la dirección Z negativo, transportando una corriente de 6 amperios y pasando por el punto (-3 cm, 0). Hallar el campo magnético en el origen de coordenadas.

2) Un solenoide de 10 cm. de longitud está formado por dos capas de hilo conductor, que tienen un diámetro medio de 3 cm. La capa interna tiene 150 espiras y la externa 200 espiras. La corriente de 2 amperios es la misma en ambas capas pero tienen sentidos contrarios. Determinar el valor de la inducción magnética en un punto próximo al centro del solenoide.

3) Dos conductores rectilíneos, muy largos y paralelos, están separados por una distancia de 40 cm La corriente en un conductor es 20 A y en el otro 6 A. Halar la fuerza magnética por unidad de longitud sobre el conductor de mayor corriente.

4) Sobre un anillo de madera cuyo diámetro medio es 10 cm. se ha enrollado un devanado toroidal de 500 vueltas. Calcular la densidad de flujo en un punto de la circunferencia media del anillo cuando la intensidad de la corriente en el devanado es 0.3 A.

5) Un conductor rectilineo transporta una corriente de 1 A. Un electrón viaja paralelamente al conductor con una velocidad de 5 x 106 m/s a una cierta distancia. Si la fuerza que se ejerce sobre el electrón es de 1,6x10 -18 N. Hallar la distancia.

6) Se tiene 2 conductores paralelos separados 3 cm transportando corrientes de 2 A y 1 A en sentidos contrarios. Un electrón viaja paralelo a ambos conductores a una distancia de 1 cm del conductor que lleva 2 A y a 2 cm del conductor que lleva 1 A Determinar la fuerza magnética ejercida sobre el electrón, sabiendo que su velocidad es v=3x104 m/s.

7) Calcular el flujo magnético producido por un toroide cuyo radio medio es 4 cm, y su bobinado presenta 800 espiras y tiene una resistencia de 100 cuando se aplica un voltaje en sus extremos de 50 voltios. El radio de la sección transversal mide 1 cm.

8) La figura representa dos conductores rectilíneos horizontales, (1) y (2), vistos de frente, y que llevan las corrientes i1 = 30 A e i2 =8 A, con los sentidos indicados. Determinar el vector campo magnético resultante, B, en el punto P.

LEY DE FARADAY

9) Una varilla conductora de longitud 12 cm se desliza con velocidad v sobre una zona donde existe un campo magnético uniforme cuyo valor es 2.5 T perpendicular al plano que forma la varilla al deslizarse. Si el voltaje medido entre los extremos A y B es de 24 voltios, Determinar la velocidad de la varilla en ese instante.

10) Una espira plana de alambre, cuya área de sección transversal es 15 cm2 es perpendicular a un campo magnético cuya magnitud aumenta uniformemente de 0.5 T a 3.0 T en un segundo. ¿Cuál es la corriente inducida resultante si la espira tiene una resistencia de 5?

11) Una bobina plana de alambre de cobre de 50 vueltas, cuya área es 5 cm2 esta colocada de manera perpendicular a un campo magnético cuya magnitud cambia con el tiempo según B = 0,8 Sen (60t) T. ¿Cuál es el valor máximo de la tensión inducida en la bobina?

12) Una varilla conductora de longitud 10 cm se desliza con una velocidad de 50 m/s sobre su carril metálico contenido en el plano XY, dentro de un campo magnético uniforme, B, en la dirección Z. Si el voltaje medido entre los extremos de la varilla es de 6 voltios, determine la magnitud del campo magnético.

xx

1 2

2 cm4 cm

P

y

13) La armadura de un generador de corriente alterna de 60 Hz gira en un campo magnético de 0,40T. Si el área de la bobina es de 3.5x10-2 m2. ¿Cuántas espiras debe tener la bobina si se quiere que la fem máxima sea 280 V?

14) Una bobina plana de N espiras y área A descansa en forma horizontal sobre una superficie y es atravesada por un campo magnético B = 2 sen t [T]. Hallar la intensidad inducida en la bobina para t=0, si tiene una resistencia R.

15) Una bobina cuadrada (25 cm x 25 cm) de 200 vueltas de alambre gira sobre uno de sus lados, que hace de eje vertical, con una frecuencia angular de 60π rad/s. La componente horizontal del campo magnético terrestre en la posición de la espira es 2,5 x 10-5 T. Si la resistencia total de la bobina es 20 ohm, hallar la intensidad máxima de corriente inducida en la espira. ¿Y cuál será la mínima corriente inducida en la espira?

MISCELANEOS

16) El conductor rectilíneo largo AB de la figura transporta una corriente variable dada por la relación i = i0sen(t), siendo i la intensidad instantánea de la corriente, I la intensidad máxima y una constante. Calcular la expresión de la f.e.m. instantánea inducida en el cuadro CDEF. Considere: (b/a) = e2π. e = base logaritmo natural.

17) Una pequeña espira cuyo plano tiene un área A se encuentra dentro de un solenoide con su eje en la misma dirección de ésta. El solenoide tiene n vueltas por unidad de longitud y transporta una corriente i. Si la intensidad es i = i0sen(t), calcular la f.e.m. inducida en la espira.

18) Una barra de 10 cm de longitud y 10 g de masa conductora, cae desde una altura de 10 metros en posición horizontal y es atravesada por un campo magnético B = 1.5 [T] perpendicularmente. Determinar la tensión inducida en los extremos de la barra a una distancia de 5 metros del punto de partida. (g = 10 m/s2)

19) Un electrón en un campo eléctrico y magnético uniforme tiene una velocidad de 1,2 x 104 m/s en la dirección X positivo y una aceleración constante de 2,0 x 1012 m/s2 en la dirección Z positivo. Si el campo eléctrico tiene una intensidad de 20 N/C en la dirección Z positivo, Determinar la magnitud del campo magnético.

20) Una barra de 0,720 Kg. de masa y 6 mm de radio descansa sobre dos rieles paralelos muy largos, y están separados por una distancia d = 0,12 m. Hay un campo magnético uniforme de 0,240 Teslas en dirección perpendicular a la barra y a los rieles. La barra conduce una corriente eléctrica I = 48 A, y rueda a lo largo de los rieles sin deslizarse. Si la barra parte del reposo, determine la rapidez de la barra cuando recorre 50 cm.

21) Una partícula con carga q = 1, 6 x 10 -19 C y masa 3,2 x 10-26 Kg. es acelerado a través de una diferencia de potencial de 833 voltios, luego el partícula ingresa en forma perpendicular a un campo magnético uniforme de magnitud 0.92 T. Determinar el radio de curvatura de la trayectoria de la partícula dentro del campo magnético.

Los Profesores del Curso14/11/2014