EJERCICIOS
1.- Una bobina de 200 vueltas y radio de 30cm se encuentra rodeada de aire, ¿Cuál es la intensidad del campo magnético inducido por la bobina, si por ella circula una corriente eléctrica de 60A?
B= N· μ·I/ 2r
= (200)(4(3.1416)x10⌃-7)(60)/ 2(0.30)
B= 2.513 x10⌃-2 Teslas
2.-La intensidad del campo magnético inducido en el centro de una espiral de 20cm de radio que se encuentra en aire y por el cual circula una intensisdad de corriente de 25/π A es…
B=μ·I/ 2r
=(4(3.1416)x10⌃-7)( 25/π)/ 2(.20)
B= 2.5 x10⌃-5 Teslas
3.- El campo magnético inducido por un solenoide de 40 cm de longitud y 500 vueltas, que se encuentra rodeado por aire y por el cual circula una corriente de 2000A es...
B= N· μ·I/ L
=(500)(4(3,1416)x10⌃-7)(200)/(0.40)
B= 3.1410⌃-1 Teslas
29 nov 2009
20/oct/09
CAMPO MAGNÉTICO
Se define como la región del espacio donde actúan las líneas de fuerzas generadas por un imán.
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
En el año de 1831 el científico inglés Michael Faraday descubrió las corrientes eléctricas inducidas a partir del experimentos que realizó con una bobina y un imán.
RELACIÓN ENTRE CAMPO MAGNÉTICO Y CAMPO ELÉCTRICO
Un campo magnético variable produce un campo eléctrico; y un campo eléctrico variable produce una campo magnético.
La magnitud de la fuerza que actúa sobre una carga q, que se mueve con una velocidad v, producida por una campo magnético B, perpendicular a la velocidad v es la misma magnitud que la producida por un campo eléctrico E, perpendicular tanto a v y B.
Por lo tanto los campo eléctricos y magnéticos se relacionan de la siguiente manera:
F= B·q·v E=F/q E=B·v
Donde
F= fuerza de la carga eléctrica (N)
B= magnitud del campo magnético (Teslas= wb/m⌃2)
q= carga eléctrica (C)
v= velocidad de la carga eléctrica (m/s)
E= magnitud del campo eléctrico (N/C)
INDUCCIÓN DE CAMPO
CAMPO MAGNÉTICO INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO
La magnitud del campo magnético B inducido por un conductor recto, por el que circula una intensidad de corriente I a una determinada distancia d del conductor, se obtiene con la siguiente fórmula:
B= μ·I/ 2πd
Donde
I= intensidad de corriente eléctrica (A)
d= distancia (m)
B= magnitud del campo magnético (Teslas)
μ=permeabilidad del medio (Teslas·m/ A)
π= 3.1416
Si el medio que rodea al conductor es aire, entonces μ= μ2= 4πx10⌃-7 Teslas·m/A
CAMPO MAGNÉTICO INDUCIDO POR UNA ESPIRA
Una espira se obtiene al doblar en forma circular un conductor recto. La intensidad del campo magnético B producido por la espira de radio r or la que circula una corriente eléctrica I es
B= μ·I/ 2r
CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA
Una bobina resulta de enrollar un alambre cierto número de veces (vueltas), la intensidad del campo magnético B producido por una bobina de n vueltas de radio r por la que circula una intensidad de corriente I se obtiene de la siguiente fórmula
B= N· μ·I/ 2r
CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA SOLENOIDE
Un solenoide se forma al enrollar un alambre en forma helicoidal. La intensidad del campo magnético producido por un solenoide de n vueltas y de longitud L, por el que circula una intensidad de corriente I, se obtiene
B= N· μ·I/ 2L
Se define como la región del espacio donde actúan las líneas de fuerzas generadas por un imán.
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
En el año de 1831 el científico inglés Michael Faraday descubrió las corrientes eléctricas inducidas a partir del experimentos que realizó con una bobina y un imán.
RELACIÓN ENTRE CAMPO MAGNÉTICO Y CAMPO ELÉCTRICO
Un campo magnético variable produce un campo eléctrico; y un campo eléctrico variable produce una campo magnético.
La magnitud de la fuerza que actúa sobre una carga q, que se mueve con una velocidad v, producida por una campo magnético B, perpendicular a la velocidad v es la misma magnitud que la producida por un campo eléctrico E, perpendicular tanto a v y B.
Por lo tanto los campo eléctricos y magnéticos se relacionan de la siguiente manera:
F= B·q·v E=F/q E=B·v
Donde
F= fuerza de la carga eléctrica (N)
B= magnitud del campo magnético (Teslas= wb/m⌃2)
q= carga eléctrica (C)
v= velocidad de la carga eléctrica (m/s)
E= magnitud del campo eléctrico (N/C)
INDUCCIÓN DE CAMPO
CAMPO MAGNÉTICO INDUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO
La magnitud del campo magnético B inducido por un conductor recto, por el que circula una intensidad de corriente I a una determinada distancia d del conductor, se obtiene con la siguiente fórmula:
B= μ·I/ 2πd
Donde
I= intensidad de corriente eléctrica (A)
d= distancia (m)
B= magnitud del campo magnético (Teslas)
μ=permeabilidad del medio (Teslas·m/ A)
π= 3.1416
Si el medio que rodea al conductor es aire, entonces μ= μ2= 4πx10⌃-7 Teslas·m/A
CAMPO MAGNÉTICO INDUCIDO POR UNA ESPIRA
Una espira se obtiene al doblar en forma circular un conductor recto. La intensidad del campo magnético B producido por la espira de radio r or la que circula una corriente eléctrica I es
B= μ·I/ 2r
CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA
Una bobina resulta de enrollar un alambre cierto número de veces (vueltas), la intensidad del campo magnético B producido por una bobina de n vueltas de radio r por la que circula una intensidad de corriente I se obtiene de la siguiente fórmula
B= N· μ·I/ 2r
CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA SOLENOIDE
Un solenoide se forma al enrollar un alambre en forma helicoidal. La intensidad del campo magnético producido por un solenoide de n vueltas y de longitud L, por el que circula una intensidad de corriente I, se obtiene
B= N· μ·I/ 2L
29 oct 2009
14/OCT/'09
PROBLEMAS EN CLASE
PREGUNTAS
1.- ¿CUÁL ES LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA CARGA ELÉCTRICA DE 3x 10⌃-7 C A UNA DISTANCIA DE 2M DE SU CENTRO?
2.- LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN UNA CIERT REGIÓN ES DE 3x 10⌃6 N/C. ¿CUÁL ES LA MAGNITUD DE LA CARGA QUE EXPERIMENTA UNA FUERZA DE 12N?
3.- UNA CARGA DE 5x 10⌃-6 C SE ENCUENTRA A 0.5 M DE UNA CARGA DE -3x 10⌃-6 C. ¿CUÁL ES LA MAGNITUD DE DE LA FUERZA DE ATRACCIÓN ENTRE LAS CARGAS?
4.- ¿CUÁL ES LA RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE DE 6A CUANDO SE CONECTA UN VOLTAJE DE 90V?
5.- UN APARATO ELÉCTRICO TIENE UNA RESISTENCIA DE 5Ω Y DESARROLLA UNA POTENCIA DE 2000W. ¿QUÉ VOLTAJE NECESITA PARA TRABAJAR?
RESPUESTAS
1.- DATOS
E=? E= k q/d⌃2
q= 3x 10⌃-7 = (9x10⌃9)(3x 10⌃-7 )/ (2)⌃2
d= 2 M E= 675 N/C
2.- DATOS
E= 3x 10⌃6 E= F/q
F=12N q= F/E
q=? =(3x 10⌃6)/ 12
q= 4.0x 10⌃6 C
3.- DATOS
q1=5x 10⌃-6, q2= -3x 10⌃-6
r= 0.5 m
F=?
F= kΙ(q1)(q2)Ι/r⌃2
= (9x10⌃9)Ι(5x 10⌃-6) (-3x 10⌃-6)Ι/ (0.5)⌃2
= 5.4x10 ⌃3 N
4.- DATOS
R=? I= R/V
I= 6A R= V/I
V= 90V = 90/6
R= 15Ω
5.- DATOS
V=? P= V⌃2/R
P= 2000W V= √PR
R= 5Ω = √(2000)(5)
V= 1.0x 10⌃2 V
PREGUNTAS
1.- ¿CUÁL ES LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO PRODUCIDO POR UNA CARGA ELÉCTRICA DE 3x 10⌃-7 C A UNA DISTANCIA DE 2M DE SU CENTRO?
2.- LA INTENSIDAD DEL CAMPO ELÉCTRICO EN UNA CIERT REGIÓN ES DE 3x 10⌃6 N/C. ¿CUÁL ES LA MAGNITUD DE LA CARGA QUE EXPERIMENTA UNA FUERZA DE 12N?
3.- UNA CARGA DE 5x 10⌃-6 C SE ENCUENTRA A 0.5 M DE UNA CARGA DE -3x 10⌃-6 C. ¿CUÁL ES LA MAGNITUD DE DE LA FUERZA DE ATRACCIÓN ENTRE LAS CARGAS?
4.- ¿CUÁL ES LA RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA INTENSIDAD DE CORRIENTE DE 6A CUANDO SE CONECTA UN VOLTAJE DE 90V?
5.- UN APARATO ELÉCTRICO TIENE UNA RESISTENCIA DE 5Ω Y DESARROLLA UNA POTENCIA DE 2000W. ¿QUÉ VOLTAJE NECESITA PARA TRABAJAR?
RESPUESTAS
1.- DATOS
E=? E= k q/d⌃2
q= 3x 10⌃-7 = (9x10⌃9)(3x 10⌃-7 )/ (2)⌃2
d= 2 M E= 675 N/C
2.- DATOS
E= 3x 10⌃6 E= F/q
F=12N q= F/E
q=? =(3x 10⌃6)/ 12
q= 4.0x 10⌃6 C
3.- DATOS
q1=5x 10⌃-6, q2= -3x 10⌃-6
r= 0.5 m
F=?
F= kΙ(q1)(q2)Ι/r⌃2
= (9x10⌃9)Ι(5x 10⌃-6) (-3x 10⌃-6)Ι/ (0.5)⌃2
= 5.4x10 ⌃3 N
4.- DATOS
R=? I= R/V
I= 6A R= V/I
V= 90V = 90/6
R= 15Ω
5.- DATOS
V=? P= V⌃2/R
P= 2000W V= √PR
R= 5Ω = √(2000)(5)
V= 1.0x 10⌃2 V
13/ OCT/'09
LEY DE OHM Y POTENCIA ELÉCTRICA
La intensidad de corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional al voltaje aplicado en sus extremos e inversamente proporcional a su resistencia.
I = V/R V=IR R= V/I
I= intensidad (Amperes)
V= voltaje (Volts)
R= resistencia (Ohms)
POTENCIA ELÉCTRICA
Es la cantidad de energía que consume un dispositivo eléctrico por unidad de tiempo.
P= V·I P= I⌃2· R P= V⌃2/R
V= voltaje (V)
P= ptencia (W)
I= intensidad (A)
CIRCUITOS
CIRCUITO EN SERIE
• La intensidad de corriente en cada resistencia es la misma
IT= I1=I2=I3=…=In
• La resistencia total del circuito es igual a la suma de toas las resistencias
RT= R1+R2+R3+…+Rn
• La diferencia de potencial total (voltaje) es igual a la suma de diferencias de potenciales de cada resistencia
VT= V1+V2+V3+…+Vn
CIRCUITOS EN PARALELO
Todos los circuitos conectados en paralelo presentan las siguiente característica:
• La intensidad total es igual a la suma de todas las intensidades en cada resistencia
IT= I1+I2+I3+…+In
• La resistencia total se obtiene con la siguiente fórmula:
1/RT = 1/R1 + 1/R2 +1/R3 +…1/Rn
• La diferencia de potencial total (voltaje) es igual al voltaje de cada resistencia
VT= V1=V2=V3=…=Vn
EJERCICIOS
1.- Dos resistencias de 6 y 4 Ω se encuentran conectadas en serie a un voltaje de 120 V. ¿Cuál es la intensidad que circula por las resistencias?
DATOS
I=?
R= 10 Ω
V= 120V
I=V/R
= 120/10
I= 12 A
2.- Tres resistencias de 3, 6 y 4 Ω se conectan en paralelo y una corriente total de 30 A se distribuye entre las 3. ¿Cuál es el voltaje aplicado al circuito?
R= 3, 6 y 4 Ω 1/RT = 1/R1 + 1/R2 +1/R3 +…1/Rn = 1/RT = 1/1/3 + 1/1/6 +1/1/4 = 1/3/4 = 4/3
I= 30 A
V=? V= 40V
3.- El siguiente circuito ilustra a 4 focos iguales conectados a uan batería. Si el filamento del foco 2 se funde,¿Cuál de las siguientes afirmaciones son correctas?
a) Sólo encienden los focos 3 y 4
b) Sólo foco 1
c) Sólo foco 3
d) Sólo focos 1, 3 y 4
4.- Una resistencia 6Ω se conecta en paralelo con otra de 3Ω. ¿Cuál es la resistencia total del circuito?
1/RT= 1+2/6 = 3/6 = 6/3
RT= 2Ω
La intensidad de corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional al voltaje aplicado en sus extremos e inversamente proporcional a su resistencia.
I = V/R V=IR R= V/I
I= intensidad (Amperes)
V= voltaje (Volts)
R= resistencia (Ohms)
POTENCIA ELÉCTRICA
Es la cantidad de energía que consume un dispositivo eléctrico por unidad de tiempo.
P= V·I P= I⌃2· R P= V⌃2/R
V= voltaje (V)
P= ptencia (W)
I= intensidad (A)
CIRCUITOS
CIRCUITO EN SERIE
• La intensidad de corriente en cada resistencia es la misma
IT= I1=I2=I3=…=In
• La resistencia total del circuito es igual a la suma de toas las resistencias
RT= R1+R2+R3+…+Rn
• La diferencia de potencial total (voltaje) es igual a la suma de diferencias de potenciales de cada resistencia
VT= V1+V2+V3+…+Vn
CIRCUITOS EN PARALELO
Todos los circuitos conectados en paralelo presentan las siguiente característica:
• La intensidad total es igual a la suma de todas las intensidades en cada resistencia
IT= I1+I2+I3+…+In
• La resistencia total se obtiene con la siguiente fórmula:
1/RT = 1/R1 + 1/R2 +1/R3 +…1/Rn
• La diferencia de potencial total (voltaje) es igual al voltaje de cada resistencia
VT= V1=V2=V3=…=Vn
EJERCICIOS
1.- Dos resistencias de 6 y 4 Ω se encuentran conectadas en serie a un voltaje de 120 V. ¿Cuál es la intensidad que circula por las resistencias?
DATOS
I=?
R= 10 Ω
V= 120V
I=V/R
= 120/10
I= 12 A
2.- Tres resistencias de 3, 6 y 4 Ω se conectan en paralelo y una corriente total de 30 A se distribuye entre las 3. ¿Cuál es el voltaje aplicado al circuito?
R= 3, 6 y 4 Ω 1/RT = 1/R1 + 1/R2 +1/R3 +…1/Rn = 1/RT = 1/1/3 + 1/1/6 +1/1/4 = 1/3/4 = 4/3
I= 30 A
V=? V= 40V
3.- El siguiente circuito ilustra a 4 focos iguales conectados a uan batería. Si el filamento del foco 2 se funde,¿Cuál de las siguientes afirmaciones son correctas?
a) Sólo encienden los focos 3 y 4b) Sólo foco 1
c) Sólo foco 3
d) Sólo focos 1, 3 y 4
4.- Una resistencia 6Ω se conecta en paralelo con otra de 3Ω. ¿Cuál es la resistencia total del circuito?
1/RT= 1+2/6 = 3/6 = 6/3
RT= 2Ω
15 oct 2009
problemas..12/oct/'09
1.- Una carga de 6x10⌃-6 C se introduce en una región donde actúa un campo de fuerza de 0.18N. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en esa región?
E= F/q
= (o.18)/ (6x10⌃-6)
E= 3x10⌃4 N/C
2.- El campo eléctrico en una cierta región es de 5x10⌃20 N/C. Calcule la intensidad de F que actúa sobre un electrón inmerso en este campo.
E= F/q
F= 80 N
3.- La intensidad del campo eléctrico en una cierta región es de 3x10⌃6 N/C. ¿Cuál es la magnitud de la carga que experimenta una fuerza de 12 N?
E= F/q
q= F/E
= (12)/ (3x10⌃6)
q= 4.0 x10⌃-6 C
E= F/q
= (o.18)/ (6x10⌃-6)
E= 3x10⌃4 N/C
2.- El campo eléctrico en una cierta región es de 5x10⌃20 N/C. Calcule la intensidad de F que actúa sobre un electrón inmerso en este campo.
E= F/q
F= 80 N
3.- La intensidad del campo eléctrico en una cierta región es de 3x10⌃6 N/C. ¿Cuál es la magnitud de la carga que experimenta una fuerza de 12 N?
E= F/q
q= F/E
= (12)/ (3x10⌃6)
q= 4.0 x10⌃-6 C
LEY DE COULOMB
1.- Obtener la fuerza resultante entre las cargas q1, q2 y q3 mostradas a continuación
DATOS
q1= q3= 5.0μC
q2= -2μC
a= 0.10 m
Encontrar la Fuerza resultante
D= F3-1 + F3-2
la magnitud de F3-2 sobre q3
F3-2= k Ιq3Ι Ιq2Ι / a⌃2
= (9x10⌃9) (5.0x10⌃-6) (2.0 x10⌃-6)/ (0.10)⌃2
F3-2= 9.0 N
F3-1= k Ιq3Ι Ιq1Ι / a⌃2
= (9x10⌃9) (5.0x10⌃-6)(5.0x10⌃-6)/ 2(0.10)⌃2
F3-1= 11.25 N
FR=F3-1 + F3-2
= 9.0 +11.25
FR= 20.25 N
2.- El electrón y protón de un átomo de hidrógeno están separados por una distancia en promedio de 5.3x10⌃-11 m. Encuentre la magnitud de la fuerza eléctrica y la fuerza gravitacional entre las partículas
Fe= ke ΙeΙ⌃2/ r⌃2
=ΙeΙ ΙPΙ / r⌃2
=(9x10⌃9) (1.6x10⌃-19)⌃2/ (5.3x10⌃-11)⌃2
Fe= 8.20 x10⌃-8
Fg= G me mP / r⌃2
donde
G= 6.7 x10⌃-11 N·m⌃2
Fg= (6.7 x10⌃-11)(9.10 x10⌃-31)(1.67x10⌃-27)/ (5.3x10⌃-11)⌃2
Fg= 3.624 10⌃-47 N·kg⌃2
DATOS
q1= q3= 5.0μC
q2= -2μC
a= 0.10 m
Encontrar la Fuerza resultante
D= F3-1 + F3-2la magnitud de F3-2 sobre q3
F3-2= k Ιq3Ι Ιq2Ι / a⌃2
= (9x10⌃9) (5.0x10⌃-6) (2.0 x10⌃-6)/ (0.10)⌃2
F3-2= 9.0 N
F3-1= k Ιq3Ι Ιq1Ι / a⌃2
= (9x10⌃9) (5.0x10⌃-6)(5.0x10⌃-6)/ 2(0.10)⌃2
F3-1= 11.25 N
FR=F3-1 + F3-2
= 9.0 +11.25
FR= 20.25 N
2.- El electrón y protón de un átomo de hidrógeno están separados por una distancia en promedio de 5.3x10⌃-11 m. Encuentre la magnitud de la fuerza eléctrica y la fuerza gravitacional entre las partículas
Fe= ke ΙeΙ⌃2/ r⌃2
=ΙeΙ ΙPΙ / r⌃2
=(9x10⌃9) (1.6x10⌃-19)⌃2/ (5.3x10⌃-11)⌃2
Fe= 8.20 x10⌃-8
Fg= G me mP / r⌃2
donde
G= 6.7 x10⌃-11 N·m⌃2
Fg= (6.7 x10⌃-11)(9.10 x10⌃-31)(1.67x10⌃-27)/ (5.3x10⌃-11)⌃2
Fg= 3.624 10⌃-47 N·kg⌃2
1.- Una carga de 5x10⌃-6 C se introduce en una región donde actúa un campo de fuerza de 0.04N. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en esa región?
E= F/q
= (o.o4)/ (5x10⌃-6)
E= 8x10⌃3 N/C
2.- El campo eléctrico a una distancia d de una carga q es E, si d se reduce a una cuarta parte. ¿Cuál es la nueva magnitud del nuevo campo eléctrico?
E= K q/d⌃2
= K q/(¼ d⌃2)⌃2
16E= K q/d⌃2
3.- La magnitud de campo eléctrico producido por q= 4 x10⌃-9 C a d= 30 cm de su centro es
E= K q/d⌃2
= (9x10⌃9) · (4x10⌃-9)/ (0.3)⌃2=
E= 400 N/C
E= F/q
= (o.o4)/ (5x10⌃-6)
E= 8x10⌃3 N/C
2.- El campo eléctrico a una distancia d de una carga q es E, si d se reduce a una cuarta parte. ¿Cuál es la nueva magnitud del nuevo campo eléctrico?
E= K q/d⌃2
= K q/(¼ d⌃2)⌃2
16E= K q/d⌃2
3.- La magnitud de campo eléctrico producido por q= 4 x10⌃-9 C a d= 30 cm de su centro es
E= K q/d⌃2
= (9x10⌃9) · (4x10⌃-9)/ (0.3)⌃2=
E= 400 N/C
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