MODULO ELECTROMAGNETISMO (TALLER 4.0) Prof: M. Sc. Luz

MODULO ELECTROMAGNETISMO (TALLER 4.0)
Prof: M. Sc. Luz Aída Sabogal Tamayo (NOV 2013)
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TALLER 3.2 MÓDULO FUNDAMENTOS DE ELECTROMAGNETISMO
A. CUESTIONARIO SOBRE MAGNETOSTÁTICA
1. Explique cómo se produce el campo magnético de la tierra y el efecto denominado auroras
boreales y australes.
2. Cuál es el principio de funcionamiento del tren bala? Incluye disminución de fricción, avance y
frenada.
3. Se colocan dos espiras de alambre circulares cuyos radios son R=12cm, r=9cm,, concéntricas en
el plano XY, por la espira mayor circula una corriente en sentido horario de 15A, y por la espira
menor 12 A en sentido anti horario. ¿Cuál es el campo magnético en el centro de las espiras?.
4. Dos alambres delgados paralelos transportan corrientes continuas. Si la corriente por el
conductor a, es de 12A, en sentido este a oeste y la corriente en el conductor b, es de 10A, en
sentido Oeste a este, hallar el valor del campo magnético en el punto medio de la distancia
(d=50 cm), que separa los dos alambres.
5. Describa el principio de funcionamiento de un amperímetro análogo.
6. Por un conductor recto horizontal circula una corriente de 12A, del oeste hacia el este, halle y
justifique:
a) En qué sentido sentirá la fuerza un electrón que viene con velocidad vertical en sentido del
sur hacia el norte, con rapidez de 240 m/s.
b) En qué sentido sentirá la fuerza un electrón que va con velocidad horizontal, en sentido del
este hacia el oeste, si su rapidez es de 240 m/s.
7. Un electrón se mueve horizontalmente hacia la derecha de 3x106 m/s, dentro de una región en
donde existen un campo eléctrico vertical hacia arriba E=1000N/C, y un campo magnético (B)
de 0.02 T, perpendicular a E y saliendo del plano de este papel. Describir el movimiento del
electrón en dicha región.
8. Una partícula cargada negativamente se mueve hacia arriba (eje Y), a lo largo de la línea
punteada de la figura. Mientras la partícula se mueve, una brújula se coloca en el punto P (en el
plano xz). La brújula se orientará ahora:
a. Hacia abajo
b. Hacia arriba
c. Entrando al plano de la hoja
d. Saliendo del plano de la hoja
e. A la derecha (sentido horario)
f. A la izquierda (sentido antihorario)
9. Una partícula cargada negativamente se mueve hacia arriba, paralelamente a un conductor
recto que lleva una corriente eléctrica hacia abajo. La fuerza magnética sobre la partícula apunta
hacia:
a. Dentro de la página
b. Afuera de la página
c. La izquierda
d. La derecha
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e. Arriba
f. Abajo
10. La figura muestra dos cargas positivas que se mueven hacia el origen. En el momento que
muestra la figura, la dirección de la fuerza magnética que q2 ejerce sobre q1 es:
a. +X
b. –X
c. +Z
d. –Z
e. Otra
11. Una partícula cargada ingresa a una región donde existe un campo magnético uniforme (ver
figura). La velocidad de la partícula es perpendicular a la dirección del campo como muestra la
figura. Dentro de la región de campo magnético, la partícula:
a. Efectuará un movimiento circular uniforme solamente si la aceleración debida al campo
magnético es igual a v2/R
b. Siempre efectuará un movimiento circular uniforme
c. Efectuará un movimiento que dependerá de los valores de q, v y B
12 Si en el ejercicio expuesto en el numeral anterior, se duplica la rapidez de la partícula cargada,
sin alterar la masa, el campo y la carga, cómo influye esto en el radio de la trayectoria? Y ¡Cómo
influye en el tiempo necesario para describir una órbita circular completa?
13. Puede usar un campo eléctrico o un campo magnético, constantes en el espacio y el tiempo,
para explicar las siguientes situaciones descritas?. Explique adecuadamente sus repuestas.
a. Movimiento de una partícula cargada en un trayectoria circular
b. Fuerza ejercida sobre un material dieléctrico
c. Incremento en la rapidez de una partícula cargada
d. Acelerar una partícula cargada que está en movimiento
e. Fuerza sobre un electrón que inicialmente está en reposo
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14. Una partícula cargada con una energía cinética determinada, entra en un campo magnético
estacionario. Si no hay otras fuerzas que actúen sobre la partícula mientras permanezca en el
campo, la energía cinética de la partícula a la salida del campo, es la misma. ¿Por qué?.
15. Una brújula se coloca en un campo magnético uniforme. ¿Cuál es la fuerza neta sobre la aguja
de la brújula?
16. Una espira rectangular es colocada en un campo magnético uniforme con el plano (XZ) de la
espira perpendicular a la dirección del campo magnético (dirección y). Si una corriente fluye a
través de la espira en sentido anti horario con respecto al plano de la espira, el campo externo
ejerce sobre la espira:
a. Una fuerza neta
b. Un torque neto
c. Una fuera neta y un torque neto diferentes de cero
d. Ni fuerza neta, ni torque neto
17. En la figura, la fuerza sobre el elemento diferencial de
longitud (dl) en el punto P sobre la espira circular
conductora, es
a. Radial y hacia fuera
b. Radial y hacia adentro
c. En la dirección del campo magnético
d. Tangente a la espira
e. Cero
18. Identifique entre las siguientes configuraciones la que no tiene una representación correcta de
I y B. Explique su respuesta.
19. Justifique la falsedad (F) o veracidad (V) de las siguientes afirmaciones.
( ) El campo magnético creado por una espira de corriente es uniforme
( ) Dos alambres rectos, largos y paralelos que conducen corrientes eléctricas en direcciones
opuestas se repelen.
( ) Toda partícula cargada que entra a un campo magnético se desvía sin importar el ángulo que
haga con respecto a la dirección del campo
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20 Establecer diferencias entre materiales ferro magnético, diamagnéticos y paramagnéticos
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TORQUE
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Una corriente de 17.0 mA se mantiene en una espira de circuito individual de 2.00 m de
circunferencia. Un campo magnético de 0.800T se dirige paralelo al plano de la espira a) calcule el
momento dipolar magnético de la espira. B) cuál es el momento de torsión ejercido sobre la espira
LEY DE AMPERE (CAPITULO 30)
Usando la Ley de Ampere Encuentre las expresiones para
a) Campo magnético en el Interior de un solenoide
b) Campo Magnético en la zona de interior de un toroide, comprendida
entre sus radios r1 (interior) y r2 (exterior)
c) En el interior de una alambre recto
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CORRIENTE DE DESPLAZAMIENTO
Ejemplo (30.9) Un voltaje sinusoidal se aplica a través de un capacitor de 8 F. La frecuencia del
Voltaje es de 3 kHz y la amplitud del voltaje es de 30.0 V. Encuentre la corriente de
desplazamiento entre las placas del capacitor.
FLUJO MAGNÉTICO
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