UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA: ING. CIVIL. ASIGNATURA: FISICA III. TALLER TERCER SEGUIMIENTO. MAGNETOSTÁTICA MAGNETOSTÁTICA FECHA DE ENTREGA: 20 MAYO - 2015
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⃗ para un punto 1. Una espira cuadrada de alambre, de lado , conduce una corriente . (a) Demuestre que punto en el eje de la espira y a una distancia z de de su centro está dado por.
⃗ =
)( + ) ( + )( (b) ¿A qué se reduce esto en el centro de la espira?
2. La figura muestra un arreglo conocido como bobina de Helmholtz. Consta de dos bobinas circulares coaxiales cada una de N vueltas y radio R separadas por una distancia R, conducen corrientes iguales I en en la misma dirección halle el campo magnético en el punto P
3. Dos alambres fijos se cruzan entre sí perpendicularmente de modo que no se tocan en realidad pero está cerca uno del otro (ver figura). En cada alambre existen corrientes iguales I en las direcciones direcciones indicadas. indicadas. Encuentra en que región(es) habrá algunos puntos de campo magnético nulo.
4. Dos alambres paralelos, separados por una distancia D, conducen una corrient c orriente, e, I , en direcciones opuestas como describe la figura. Una espira circular, de radio R = D/2, conduce la misma corriente en dirección contraria al movimiento de las manecillas del reloj. Determine la magnitud y la dirección del campo magnético del bucle y los alambres paralelos en el centro del bucle como una función de I y R. 5. Los alambres de la figura están separados por una distancia vertical d . El punto B está a la mitad entre los dos alambres; el punto A es la distancia d /2 /2 al alambre inferior. La distancia horizontal entre a y b es mucho mayor que d . Ambos alambres conducen la misma corriente, I . La ⃗ 1 (mT). ¿Cuál es la intensidad del campo magnético en el punto a es ⃗ en el punto b? intensidad del campo magnético 6. Considere el espectrómetro de masas que se muestra esquemáticamente esquemática mente en la figura. El campo eléctrico entre
⃗ N/C, y el campo magnético tanto en el las placas es selector de velocidad como en la cámara de desviación ⃗ T. Calcule el radio de la trayectoria tiene una magnitud trayectoria para una carga Q (C) y masa m (kg)
7. Un electrón en el punto A de la figura tiene una rapidez 0 /. Calcule a) la magnitud y la dirección del campo magnético que hará que el electrón siga la trayectoria semicircular entre A y B, y b) el tiempo requerido para que el electrón se mueva por la distancia d (de A a B)
8. Teniendo en cuenta el grafico, el cual muestra las direcciones de la corriente encuentre: A. La densidad de flujo magnético sobre cada uno de los conductores. B. La fuerza por unidad de longitud que aparece sobre cada uno de los conductores.
9. Un alambre compuesto por dos segmentos rectos de longitud 2a y un cuarto de circunferencia de radio a que transporta una corriente I , se encuentra fijo en una región donde existe un campo magnético B en la dirección +x . Encuentre la fuerza neta que actúa sobre el alambre. 10. DEFINA CLARAMENTE LEY DE FARADAY, LEY DE LENZ LEY DE AMPER Y LEY DE BIOT SAVART CON TRES EJEMPLOS CADA UNO
11. Un lazo de corriente consiste de un semicírculo de radio R y dos segmentos rectos de longitud l con un ángulo θ entre ellos. El lazo es entonces localizado en un campo magnético uniforme representado por los puntos en la figura mostrada. Determine: (a) La fuerza neta sobre el lazo de corriente, (b) El momento dipolar magnético y (c) El torque magnético sobre el lazo de corriente.
12. El triángulo equilátero de la figura está formado por un trozo de alambre de resistencia uniforme. Si por una de las esquinas se suministra una corriente de intensidad I [A] y se saca por la otra, según se indica, calcule la inducción magnética B que produce esta corriente en el centro O del triángulo 13. Un largo conductor cilíndrico de radio R [m] tiene dos cavidades de diámetro R a través de toda su longitud, como se ve en la figura. Una corriente de intensidad I [A], dirigida hacia afuera de esta hoja, está uniformemente distribuida a través de la sección transversal del conductor (parte “achurada”). Determine la magnitud y dirección del campo magnético en el punto P, en términos de 0 , I, r y R.
14. Por un conductor rectilíneo finito circula una corriente eléctrica de intensidad I [A ] en el sentido que muestra la figura. Encuentre la magnitud y dirección de la inducción magnética que produce en el punto P. .
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA: ING. CIVIL. ASIGNATURA: FISICA III TALLER TERCER SEGUIMIENTO. MAGNETOSTÁTICA .
INVESTIGA Y SUSTENTA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS
1.
Compare el campo magnético debido a una larga corriente recta y el campo eléctrico debido a una larga línea recta de carga eléctrica en reposo
2.
Dos largos alambres aislados que conducen iguales corrientes I se cruzan en ángulo recto. Describa la fuerza magnética que uno ejerce sobre el otro.
3.
Un alambre horizontal conduce una gran corriente. Un segundo alambre que transporta una corriente en la misma dirección está suspendido por debajo del primero. ¿La corriente en el alambre de arriba podrá sostener el alambre de abajo en suspensión contra la gravedad? ¿En qué condiciones el alambre inferior estará en equilibrio?
4.
Un alambre horizontal portador de corriente, libre para moverse en el campo gravitacional de la Tierra, está suspendido directamente arriba de un segundo alambre paralelo portador de corriente. a) ¿En qué sentido va la corriente en el alambre inferior? b) ¿El alambre superior puede mantenerse en equilibrio estable debido a la fuerza magnética del alambre inferior? Explique.
5.
¿Cuál sería el efecto sobre B dentro de un largo solenoide si a) el diámetro de todas las espiras se duplica o b) el espacio entre espiras se duplica o c) la longitud del solenoide se duplica junto con una duplicación en el número total de espiras?
6.
¿Por qué torcer los alambres que entran a los dispositivos eléctricos reduce los efectos magnéticos de las conexiones?
7.
Compare la ley de Biot-Savart con la ley de Coulomb. ¿Cuáles son las similitudes y las diferencias?
8.
¿Cómo podría definir o determinar la intensidad del polo magnético (el equivalente magnético de una sola carga eléctrica) para a) un imán de barra y b) una espira de corriente?
9.
¿Un imán atraerá a cualquier objeto metálico, como los que están hechos de aluminio, o sólo a los objetos de hierro? (Inténtelo y observe.) ¿Por qué es así?
10. ¿Todos los materiales se pueden considerar a) diamagnéticos, b) paramagnéticos, c)
ferromagnéticos? Explique.
