Guía de Preguntas de Inducción Electromagnética 2012-II

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Santiago Redondo Miguélez
hace 7 años
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UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR INSTITUTO PEDAGÓGICO DE BARQUISIMETO LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES PROGRAMA DE FÍSICA ELECTROMAGNETISMO II

1 UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR INSTITUTO PEDAGÓGICO DE BARQUISIMETO LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES PROGRAMA DE FÍSICA ELECTROMAGNETISMO II Instrucciones: Trate de contestar de manera precisa el mayor número de ítems que le sean posible de manera que cualquier lector pueda comprender, recuerde que esta actividad es de formación para el parcial así que no importa la cantidad de respuestas sino que estás sean precisas y claras correspondiente al fenómeno físico de cada ítems. 1. Se tiene un imán que se está moviendo en la vecindad de un solenoide conectado a un galvanómetro. El polo sur del imán es el polo más cercano al solenoide, y el galvanómetro indica una corriente en el solenoide en el sentido de las manecillas del reloj. La persona esta insertando o sacando el imán? 2. Un agricultor afirma que las líneas de transmisión de alto voltaje que se extienden paralelas a su cerca inducen voltajes peligrosamente grandes en la cerca. Es posible que ocurra algo así? Explique su respuesta (las líneas transportan corriente alterna que cambia de sentido 120 veces cada segundo). 3. La barra que se muestra en la figura se mueve sobre rieles hacia la derecha a una velocidad v, y el campo magnético constante y uniforme apunta hacia afuera de la pagina Por qué la corriente inducida esta en dirección de las manecillas del reloj? Si la barra se moviera hacia la izquierda, Cuál sería la dirección de la corriente inducida? 1

4. Un avión vuela horizontalmente sobre la Antártida, donde la dirección del campo magnético de la Tierra es principalmente hacia arriba, alejándose del suelo (véase la figura).

2 4. Un avión vuela horizontalmente sobre la Antártida, donde la dirección del campo magnético de la Tierra es principalmente hacia arriba, alejándose del suelo (véase la figura). Vista por un pasajero que mira hacia el frente del avión, cuál extremo del ala, el derecho o el izquierdo, está al potencial más alto? Depende su respuesta de la dirección en la que vuela el avión? 5. Al dejar caer un imán a lo largo de un tubo de cobre se produce una corriente en las paredes de éste? Explique. 6. Dos espiras circulares yacen una al lado de la otra en el mismo plano. Una de ellas esta conectada a una fuente que suministra una corriente creciente: la otra es un simple anillo cerrado. Es es el sentido de la corriente inducida en el anillo el mismo que en las espiras conectadas a la fuente, o es opuesto? y si la corriente en la primera espira esta disminuyendo? Explique su respuesta 7. Qué sucede cuando aumenta la rapidez a la cual se hace girar la bobina de un generador? 8. Suponga que la batería mostrada en la figura se reemplaza por una fuente de corriente alterna y que el interruptor se mantiene cerrado. Si se mantiene abajo, el anillo metálico en la parte superior del solenoide se calienta. Por qué? 2

3 9. La figura muestra un anillo de cobre, colgado del techo por medio de dos hilos. Describa en detalle cómo podría usted usar en la forma más efectiva una barra imantada que haga que este anillo oscile de un lado a otro. 10. Cuál es la dirección de la fem inducida en la bobina Y de la figura a-) cuando la bobina Y se mueve hacia la bobina X? b-) Cuándo la corriente en la bobina X disminuye, sin ningún cambio en las posiciones relativas de las bobinas? 11. Una espira circular se mueve a velocidad constante a través de regiones donde campos magnéticos de la misma magnitud se dirigen hacia adentro o hacia afuera del plano de la página, como indica la figura. En cuál de las siete posiciones indicadas seguirá la a-) el sentido de las manecillas del reloj, b-) el sentido contrario a las manecillas del reloj, y c-) será cero? 12. En los dispositivos comerciales como los motores y los generadores que forman parte de la transformación de energía entre las formas mecánica y eléctrica implican campos magnéticos más bien que campos electrostáticos. Por qué es esto así? 13. Un interruptor controla la corriente en un circuito que tiene una gran inductancia. Es más probable que se produzca una chispa en el interruptor cuando éste se cierra o cuando se abre, o esto no importa? 3

4 14. Una bobina Tesla es un generador de alta voltaje contituido por un solenoide y una bobina que se encuentra a su alrededor. Se construye una bobina Tesla la cual posee una inductancia mutua de 25 H. si se cambia el solenoide de esta bobina por uno que tenga el doble de cantidad de alambre, de modo que tenga dos veces más espiras y sea dos veces más largo Cuánto más grande es la inductancia mutua? 16. Se puede tener inductancia mutua sin autoinductancia? Qué hay acerca de la autoinductancia sin inductancia mutua? 17. Qué parámetros afectan la inductancia de una bobina? La inductancia de una bobina depende de la corriente en la misma? 43) Cómo pude una larga pieza de alambre enrollarse sobre un carrete de manera que el alambre tenga una autoinductancia despreciable? 18. En la figura, si se hace girar 90 la bobina 2 de modo que su eje sea vertical, aumenta o disminuye la inductancia mutua? Explique 19. Se colocan una al lado de otra, de modo que sean coaxiales y estén casi en contacto, dos bobinas circulares idénticas con devanado compacto, cada una con una inductancia L. Si se conectan en serie, cuál es la autoinductancia de la combinación? Y si se conectan en paralelo? Es posible conectarlas de modo que la inductancia total sea cero? Explique su respuesta. 20. Le han encargado construir un resistor devanando alambre en torno a una forma cilíndrica y se le pide que la inductancia sea lo más pequeña posible. Cómo lograría esto? Explique 4

5 21. Si se invierte el sentido de la corriente en un solenoide conservando su magnitud Cuál es el efecto sobre el campo magnético del interior del solenoide? Cuál es el efecto sobre la energía de campo magnético almacenada en el solenoide? REFERENCIA Resnick, R.; Halliday; D.; Krane. (2002). Física. Vol. 2. Quinta edición. Editorial CECSA Serway, R. A; Beichner,R.J. (2002). Física. TomoII. Mc Graw-Hill Interamericana, S.A. Sears, F. (2004). Física Universitaria. Vol ª Ed. Prentice Hall, México. 5

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