ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Y SISTEMAS RADIANTES 1er. Examen Parcial.
1. El bucle conductor en forma de cuarto de círculo tiene un radio de 10.0 cm y una resistencia de 0.200 Ω. Inicialmente, la intensidad del campo magnético dentro del círculo con línea discontinua de radio 3.00 cm es de 2.00 T. Luego, la intensidad del campo magnético decrece de 2.00 T a 1.00 T en 2.00 s. Encuentre (a (a) la magnitud y (b (b) la dirección de la corriente inducida en el bucle.
Grupo: 2BV3
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magnético de la Tierra, que tiene una magnitud local de 0.300 G. Los bucles tienen un radio de 25.0 cm. (a) Si su amigo gira la bobina a una frecuencia de 150. Hz, ¿qué corriente pico circula en un resistor, R resistor, R=1 =1 500 Ω, conectado a la bobina? (b) La corriente media que circula en la bobina será 0.7071 veces la corriente pico. ¿Cuál es la potencia media que se obtiene con este dispositivo?
5. La figura ilustra la corriente que pasa por un
2. Un avión supersónico con envergadura de
inductor de 10.0 mH durante un intervalo de 8.00 ms. Trace una gráfica que muestre la diferencia de potencial autoinducida, ΔVind,L, para el inductor durante el mismo intervalo.
10.0 m vuela sobre el polo norte magnético (en un campo magnético de magnitud 0.500 G (G = Gauss) perpendicular al suelo) a una velocidad igual a tres veces la velocidad del sonido (Mach 3). ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las puntas de las alas? Suponga que las alas son de aluminio.
6. Una barra conductora de 50.0 cm de 3. Un helicóptero está suspendido arriba del polo norte magnético en un campo magnético de magnitud 0.426 G perpendicular al suelo. Los rotores del helicóptero miden 10.0 m de longitud, son de aluminio y rotan alrededor del centro con 4 una velocidad rotacional de 10.0 × 10 rpm. ¿Cuál es la diferencia de potencial del centro del rotor al extremo?
4. Un amigo suyo decide producir energía eléctrica al hacer girar una bobina de 1.00 × 5 10 bucles circulares de alambre alrededor de un eje paralelo a un diámetro del campo
longitud se desliza sobre dos barras metálicas paralelas colocadas en un campo magnético de magnitud de 1 000 G, como se indica en la figura. Los extremos de las barras están conectados a dos resistores, R resistores, R1 = 100 Ω y R2 = 200 Ω. La barra conductora se mueve a velocidad constante de 8.00 m/s. (a) ¿Cuáles son las corrientes que fluyen por los dos resistores? (b) ¿Qué potencia se suministra a los resistores? (c) ¿Qué fuerza se requiere para mantener el movimiento de la barra a velocidad constante?
cm/s, mientras su extremo derecho sigue en el campo magnético. (b) ¿Qué potencia se gasta para extraer el bucle del campo magnético a esta velocidad? (c)¿Cuál es la potencia disipada por el resistor?
7. Un
bucle rectangular de alambre (dimensiones h = 15.0 cm y w = 8.00 cm) con resistencia R = 5.00 Ω está montado en una puerta. El campo magnético de la – 5 Tierra, B E = 2.6×10 T, es uniforme y perpendicular a la superficie de la puerta cerrada (la superficie es el plano xz ). En el instante t = 0, la puerta se abre (el borde derecho se mueve hacia el eje y) a razón constante, con un ángulo de apertura de θ (t )= ωt , donde ω = 3.5 rad/s. Calcule la dirección y la magnitud de la corriente inducida en el bucle, i(t = 0.200 s).
9. Un solenoide con núcleo de aire tiene 2500 vueltas igualmente espaciadas, longitud de -2 1.5 m y un radio de 2 × 10 m. Encuentre la inductancia L.
10. Un toroide con núcleo de aire y sección transversal cuadrada tiene radio interno de 5 cm, radio externo 7cm, y altura 1.5 cm. Si la inductancia es de 495 μH, ¿cuántas vueltas tiene el toroide?
11. Un toroide de sección transversal cuadrada
8. Como se muestra en la figura, un bucle rectangular (de 15.0 cm de ancho por 60.0 cm de longitud) con resistencia 35.0 Ω se mantiene paralelo al plano xy con una mitad dentro de un campo magnético uniforme. Un ⃗ ̂ T campo magnético dado por está dirigido a lo largo del eje z positivo a la derecha de la línea discontinua; a la izquierda de esta línea no hay ningún campo magnético externo. (a) Calcule la magnitud de la fuerza requerida para mover el bucle hacia la izquierda a una velocidad constante de 10.0
tiene r 1= 80 cm, r 2= 82 cm, a = 1.5 cm, y 700 vueltas. Encuentre L utilizando (a) la fórmula para toroides de sección cuadrada, (b) la fórmula aproximada para un toroide general (que asume un H uniforme a un radio promedio), (c) compare los resultados.
12. Una bobina con 5000 vueltas, r 1 = 1.25 cm, y l 1 = 1.0 m tiene un núcleo con μ1 = 50. Una segunda bobina de 500 vueltas, r 2 = 2.0
cm, y l 2 = 10.0 cm es concéntrica con la primera bobina, y en el espacio entre ambas μ ≈ μo. Encuentre la inductancia mutua.
Respuesta a algunos problemas: 1. 2. 3. 4. 5.
(a) 7.07 mA ; (b) en sentido dextrógiro. Sin respuesta. 0.558 V. (a) 0.370 A; (b) 0.2617 A, 102.7 W. Gráfica:
6. (a) i1 = 4.00 mA, i2 = 2.00 mA; (b) 2.00 mW; (c) 0.300 mN. 7. Sin respuesta. 8. (a) 0.257 mN; (b) 25.8 μW; (c) 25.7 μW. 9. 6.58 mH. 10. 700, 704. 11. 36.3 μH (ambas fórmulas). 12. 7.71 mH.
