TEMA 8 FUENTES DEL CAMPO MAGNETICO

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María del Pilar Carrasco Fidalgo
hace 7 años
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1 Fundaments Físics de la nfrmática Escuela Superir de nfrmática Curs 09/10 Departament de Física Aplicada TEMA 8 FUENTES DEL CAMPO MAGNETCO Un prtón (carga +e), que se mueve cn una velcidad de v = 10 4 i j ( m s) está lcalizad en x = 3, y = 4 m en un ciert instante. Determinar el camp magnétic en las siguientes psicines: a) x = 2m, y = 2m b) x = 6m, y = 4m c) x = 3m, y = 6m SOLUCON: a) B = 0 b) B = k T c) B = 4 10 k T Supner que las velcidades de un psitrón (carga + e) y un electrón (carga - e) sn paralelas. La fuerza magnética que se ejerce entre ellas es atractiva repulsiva?. Cmparar la magnitud de las fuerzas eléctrica y magnética. SOLUCON: Repulsiva. F F m e = ε v v Un alambre rectilíne infinit lleva una crriente de 30 A. La espira rectangular lleva una crriente de 20 A, ambas en el mism sentid. Si a=1 cm, b=8 cm y l=30 cm, calcular la fuerza resultante que el alambre ejerce sbre la espira. SOLUCON: F= N hacia el alambre Tres cnductres rectilínes largs y paralels pasan a través de ls vértices de un triángul equiláter de lad 10 cm, en dnde ls punts indican que la crriente está dirigida hacia el lectr y la cruz significa que está dirigida hacia el papel. Si cada crriente vale 15 A, hallar: a) La fuerza pr unidad de lngitud ejercida sbre el cnductr superir. b) El camp magnétic B en dich cnductr debid a ls trs ds cnductres. SOLUCON: a) F/l= N/m hacia la derecha. b) B= T hacia abaj Ds cnductres rectilínes 1 y 2 indefinids que se cruzan rtgnalmente en el espaci, transprtan crriente eléctrica de intensidades 1 e 2, respectivamente. Sabiend que la distancia entre ambs es d calcular la fuerza que el cnductr 1 ejerce sbre el tram OA=1000d del cnductr 2. SOLUCON: F = k

2 Fundaments Físics de la nfrmática Escuela Superir de nfrmática Curs 09/10 Departament de Física Aplicada Una lámina cnductra de gran lngitud y anch b está recrrida pr una intensidad unifrme en td su anch. a) Calcular el camp magnétic en un punt P a una distancia d pr encima de la línea central de la lámina. B) Si d<<b, sea, la lámina se hace infinita cual es el camp magnétic? b SOLUCON: a) B = arc tg i b) B = i π b 2d 2b Se dbla un alambre para que adpte la frma que se muestra en la figura superir y se mide el camp magnétic en P 1, cuand la crriente en el alambre es. El mism alambre se dbla después cm indica la figura inferir y se mide el camp magnétic en P 2, cuand la crriente nuevamente es. Si la lngitud del alambre es la misma en cada cas cual es la relación B 1 /B 2? SOLUCON: B 1 /B 2 =1.15

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3 Fundaments Físics de la nfrmática Escuela Superir de nfrmática Curs 09/10 Departament de Física Aplicada En el circuit cerrad de la figura, circula una crriente de intensidad, siend a y b ls radis de las seccines semicirculares. Hállese: a) El módul y dirección del camp magnétic en el punt P. b) El mment magnétic del circuit. SOLUCON: a) B = 1 T i b) m = ( ) i 4 a + 1 π b 2 a + b Una espira rígida plana está frmada pr un arc de circunferencia de radi R = 10cm y la cuerda que subtiende un ángul de 120º. a) Calcular el camp magnétic en O cuand fluye pr ella una crriente cntínua de intensidad 1 =10 A. b) Pr el centr O de la espira y perpendicular a su plan, fluye una crriente rectilínea indefinida de intensidad 2 =100 A. Calcular el mment del par de fuerzas que actúa sbre la espira. SOLUCON: a) -5-5 B = k T b) M = j N.m T Se tienen ds cilindrs cncéntrics un de ells huec. Pr el interir circula una crriente unifrmemente distribuida en su sección y pr el exterir circula la misma crriente per en sentid cntrari, estand también unifrmemente distribuida pr su sección. Calcular el camp magnétic a una distancia r del eje de ls cilindrs tal que: a) r<a. b) a<r<b. c) b<r<c. d)r>c r SOLUCON: a) B= b) B= 2 2 π a 2 π r ( c r ) c) B= d) B=0 2 π r c b ( ) Un manj de 100 largs alambres aislads y rects frman un cilindr de radi R = 0.5 cm. a) Si cada alambre cnduce 2 A, cuáles sn el mdul y dirección de la fuerza magnética pr unidad de lngitud, que actúa sbre un alambre lcalizad a 0.2 cm del centr del manj? b) Un alambre en el brde exterir del manj experimentaría una fuerza mayr

4 Fundaments Físics de la nfrmática Escuela Superir de nfrmática Curs 09/10 Departament de Física Aplicada menr que el valr calculad en a)? SOLUCON: a) l una fuerza mayr F m 3 = N m radial hacia el eje del cilindr b) experimentará El cnductr rectilíne larg AB transprta una crriente de intensidad. Cual es el fluj que atraviesa el área rectangular CDEF? Dats: =10 A ; l=10 cm ; a=5cm ; b=10 cm. -7 SOLUCON: φ = wb Ds alambres verticales, indefinids, recrrids pr crrientes iguales y puestas, están separads pr una distancia de 3ª. En un plan perpendicular al frmad pr ls alambres se encuentra un circuit rectangular de base a y altura 2ª, cm se indica en la figura. Determinar: a) El camp magnétic en ls punts P y R. b) El fluj magnétic a través del circuit. c) La fuerza sbre el circuit cuand pr él pasa una crriente en el sentid que se indica en la figura. SOLUCON: 3 a) B P ( i + 3 j) B R = 3 j b) = 0.47 a 3 = φ c) F = ( 2i + j) 20 π a 4 π a 2 π 10 π

5 Fundaments Físics de la nfrmática Escuela Superir de nfrmática Curs 09/10 Departament de Física Aplicada Un pequeñ slenide C cn N=20 espiras se clca en el extrem de una palanca, y se intrduce entre ls pls de un electrimán. La sección del slenide es S=1 cm 2, y la lngitud del braz de palanca es OA=30 cm. Cuand n hay crriente pr el slenide, la balanza está en equilibri. Cuand circula una crriente cn una intensidad de 21 ma pr el slenide, el equilibri se restaura añadiend un sbrepes adicinal de 70 g en el platill de la balanza. Hallar el valr del camp magnétic del electrimán en el punt en el que está clcad el slenide. SOLUCON: 4900 T Un anill cnductr de 4 cm de radi se encuentra en un plan perpendicular a la dirección central de un camp magnétic divergente de simetria radial cm el representad en la figura. La densidad de fluj en el espaci cupad pr el prpi anill es de 0.1 wb/m 2, y la dirección del camp frma en tds ls punts del anill un ángul de 60º cn el plan del mism. Hallar el valr de la fuerza sbre el anill cuand la crriente en él es de 15.9 A. SOLUCON: 0.2 N

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