CAPÍTULO VIII PROBLEMAS DE LEY DE INDUCCIÓN FARADAY
1-.- Una bobina consta de 200 vueltas de alambre y tiene una resistencia total de 2 Ω. Cada vuelta es un cuadrado de 18 cm de lado y se activa un campo magnético uniforme perpendicular perpendicular al plano de la bobina. Si el campo cambia linealmente de 0 a 0! tesla en 08 seg. Cu"l es la magnitud de la fem inducida en la bobina mientras est" cambiando el campo# 2.- Una barra conductora de longitud $ gira a una rapide% angular constante & alrededor de un pivote en un e'tremo. Un campo magnético uniforme ( est" dirigido perpendicularmente al plano de rotaci)n como se muestra en la *gura +1.10. ,etermine la fem de movimiento inducida entre los e'tremos de la barra.
+.- a barra conductora ilustrada en la *gura +1.11 de masa m y longitud $ se mueve sobre 2 rieles paralelos sin fricci)n en presencia de un campo magnético uniforme dirigido acia adentro de la pagina. / la barra se le da una velocidad inicial vi acia la dereca y se suelta en t 0. ncuentre la velocidad de la barra como una funci)n del tiempo.
.- Un largo solenoide de radio 3 tiene n vueltas de alambre por unidad de longitud y conduce una corriente 4ue varia sinusoidalmente sinusoidalmente en el tiempo cuando 5 5 ma' cos &t donde 5ma' es la m"'ima corriente y & es la frecuencia angular de la fuente de corriente alternante 6*g +1.187. a7 ,etermine la magnitud del campo eléctrico inducido afuera del solenoide a una distancia r3 de su e9e central largo.
!.- Una bobina rectangular de !0 vueltas y dimensiones de ! cm : 10 cm se de9a caer desde una posici)n donde ( 0 asta una nueva posici)n donde ( 0! ; y se dirige perpendicularmente al plano de la bobina. Calcule la magnitud de la fem promedio inducida en la bobina si el despla%amiento ocurre en 02!0 seg. <.- Una espira plana de alambre 4ue consta de una sola vuelta de "rea de secci)n transversal igual a 8 cm 2 es perpendicular a un campo magnético cuya magnitud aumenta uniformemente de o! ; a 2! ; en 1 seg. Cu"l es la corriente inducida resultante si la carga tiene una resistencia de 2 Ω. Una bobina circular de alambre de 2! vueltas tiene un di"metro de 1 metro. a bobina se coloca con su e9e a lo largo de la direcci)n del campo magnético de la tierra de !0 =; y luego en 0200 seg. Se gira 180 grados. Cu"l es la fem promedio generada en la bobina. >.- Un poderoso electroim"n produce un campo uniforme de 1< ; sobre un "rea de secci)n transversal de 02 m 2. /lrededor del electroim"n se coloca una bobina 4ue tiene 200 vueltas y una resistencia total de 20 Ω. uego la corriente en el electroim"n disminuye suavemente asta 4ue alcan%a cero en 20 mseg. Cual es la corriente inducida en la bobina#
8.- ?ay un campo magnético de 02 ; dentro de un solenoide 4ue tiene !00 vueltaUn anillo de aluminio con un radio de ! cm y una resistencia de + ' 10 - Ω se coloca sobre la parte superior de un largo solenoide con n@cleo de aire 1000 vueltas por metro y un radio de + cm como se indica en la *gura A+1. >. Suponga 4ue la componente a'ial del campo producido por el solenoide sobre el "rea del e'tremo del solenoide es la mitad de intensa 4ue en el centro del solenoide. Suponga 4ue el solenoide produce un campo despreciable afuera de su "rea de secci)n transversal. a7 Si la corriente en el solenoide est" aumentando a ra%)n de 2>0 /Bs cu"l es la corriente inducida en el anillo# b7 n el centro del anillo cual es el campo magnético producido par la corriente inducida en el anillo# c7 Cual es la direcci)n de este campo# s y un di"metro de 10 cm. Cuan r"pidamente 6es decir dentro de 4ue periodo7 debe el campo reducirse a cero si la fem inducida promedio dentro de la bobina durante este intervalo de tiempo ser" 10 v.
D.- Una espira cuadrada de lado
eca de un ilo de cobre de
secci)n penetra en un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la espira y de m)dulo . a espira se mueve inicialmente con velocidad tangente a uno de sus lados y perpendicular al campo magnético. n t 0 la espira entra en el campo.
a7 Calcule la corriente 4ue se induce en la espira cuando la espira a avan%ado una distancia y se est" moviendo con velocidad . b7 ?alle la fuer%a 4ue el campo magnético e9erce con la espira. c7 Si la velocidad de la espira se mantiene constante alle la potencia disipada en la espira por efecto Eoule. F,e d)nde proviene la energGa disipada#
d7 Si se de9a 4ue la espira frene por acci)n del campo magnético determine la evoluci)n en el tiempo de la velocidad asG como la energGa total disipada por efecto Eoule. 10
.-
n una regi)n del espacio e'iste un campo magnético
Una espira cuadrada de lado a y resistencia R se encuentra situada en el plano z 0 con sus lados paralelos a los e9es. a espira se mueve de forma 4ue su e'tremo trasero se encuentra en la posici)n x v 0t .
1.
Calcule la corriente 4ue circula por la espira.
2.
?alle la fuer%a 4ue el campo magnético e9erce sobre la espira.
+.
Calcule la potencia disipada en la espira y la energGa total disipada durante un tiempo T .
11.- Se construye una espira doble soldando una barra a una espira cuadrada de lado . a barra une dos lados opuestos y est" situada a una distancia de uno de los lados. ;anto la barra como la espira cuadrada est"n ecas de un alambre met"lico de secci)n A y conductividad H. a espira gira en torno de la barra con velocidad angular I en el seno de un campo magnético uniforme perpendicular a la barra. n t 0 el plano de la espira es perpendicular al campo magnético.
1.
Calcule la corriente 4ue circula en cada alambre como funci)n del tiempo.
2.
?alle la energGa disipada en un periodo de revoluci)n. Fn 4ué se va esta energGa# F,e d)nde procede#
