fisica II - 2

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Desarrollo Manual
Solución al ejercicio planteado
Datos disponibles:= 10ΔV= 250V
Identificación del tipo de problema: El problema está relacionado con el efecto del
campo magnético sobre cargas en movimiento.
Con la siguiente fórmula, podemos calcular la magnitud de la velocidad a partir de la
diferencia potencial:
= 2 ( )
La variación de energía cinética del electrón está relacionada con la energía potencial
cinética, es decir, carga por diferencia potencial. En este problema, se parte del reposo.
Entonces:
= 2(1,6 10 )(250)9,1 10 = 8,7912 10
= 2,964 10 /
Para hallar la magnitud del campo magnético, haremos uso de la siguiente ecuación:⃑ = 4 ⃑ .
Dado que el campo magnético es perpendicular al vector velocidad, tenemos que:= 90°; : 90° = 1
Entonces:
⃑ = 4 10 . 1,6 10 . 2,964 104 (0,10) = 5,9594 100,12 = 4,9661 10
Resultado:
La magnitud de la velocidad de los electrones es de 2,964 10 / , y la magnitud del
campo magnético es 4,9661 10
Fin del ejercicio planteado
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Solución al ejercicio planteado
Datos disponibles:= 7,5r = 4 m
Identificación del tipo de problema: El problema está relacionado con el efecto del
campo magnético sobre un alambre conductor de corriente.
Dado que el conductor es recto, podemos emplear la siguiente fórmula, evaluada en el
punto sobre el cual se desea conocer el valor del campo magnético.
⃑ = 2
Entonces:
⃑ = 4 10 . 7,52 (4,0) = 9,4247 1025,13 = 3,75 10
Resultado:
El valor del campo magnético en el punto P sobre el eje Y es 3,75 10
Fin del ejercicio planteado
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Solución al ejercicio planteado
Datos disponibles:= 1,85Superficie = 0,30 m2= 20 Ω= 20
Identificación del tipo de problema: El problema está relacionado con el efecto de la
corriente inducida fem en un circuito.
Para hallar la corriente inducida en la bobina, podemos aplicar la Ley de Ohm, la cual
se expresa en términos de:
= . → : =
El valor de la fuerza electromagnética ( ) es posible calcularlo aplicando la Ley de
Faraday, donde:
= = − = −
Donde es la proporción de incremento/decremento, de la magnitud del campo
eléctrico en relación al tiempo.
Calculamos el flujo magnético (dΦ) haciendo uso de la siguiente fórmula:
= . . .
Siendo el ángulo evaluado de cero grados:= (200). (1,85). (0,30). (0) = 111
Entonces:
= (0,30) 1110,02 = 1,665 /
(La fem inducida es positiva debido a que el flujo magnético disminuye, caso contrario
cuando la fem es negativa, donde ocurre lo opuesto)
Luego:
= 1,66520 = 0,0832
Resultado:
La intensidad de corriente inducida en la bobina es de 0,0832
Fin del ejercicio planteado
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Solución al ejercicio planteado
Datos disponibles:= 150 Ω = 45
Identificación del tipo de problema: El problema está relacionado con el
comportamiento del flujo eléctrico en los transformadores, que son dos bobinas
enrolladas en un núcleo común y que cumplen una función de regulación de potencia.
Generalmente, en los transformadores de dos bobinas, se da la condición siguiente: a
partir de la cantidad de espiras, se determina si el transformador es elevador o reductor.
Si la bobina primaria (la que suministra potencia), tiene mayor número de espiras
respecto a la segunda bobina, se dice que el transformador es reductor, en caso
contrario, hablamos de un transformador elevador.
Para el ejercicio planteado, se trata de un transformador elevador, ya que la bobina
primaria es de menor tamaño.
A pesar de esta diferencia, la proporción de la fem de la bobina secundaria con respecto
a
Partiendo de esta premisa, podemos determinar la diferencia potencial en la segunda
bobina haciendo uso de la siguiente igualdad:
Despejando :
= . = 45 . 1200600 = 54000600 = 90
El valor de la resistencia de carga está dado por:
=
La potencia P la obtenemos de la siguiente expresión:= .
Donde: =
Calculamos:
= 90150 = 0,6
Luego:
= 0,6 . 90 = 54
Finalmente:
= (90)54 = 810054 = 150 Ω
Resultado:
La resistencia de carga efectiva de la bobina secundaria es de 150 Ω
Fin del ejercicio planteado
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Solución al ejercicio planteado
Datos disponibles:= 3 10 /
Identificación del tipo de problema: El problema está relacionado con las funciones
de onda armónicas. Partiendo de la ecuación dada en el enunciado, determinaremos
los parámetros.
Partiendo de la ecuación original:
( , ) = ( − )
Donde:
= = ú==
La deducción anterior nos permite determinar que la amplitud de onda nos la suministra
la ecuación. Entonces:
= 200
La frecuencia de oscilación viene dada por:
= 1
Donde =
Si partimos de la siguiente relación:
=
(Tomado del libro de Física de Serway, P. 1081)
Despejamos = .
Entonces: = 3 10 . 10 = 3 10
Luego:
= 123 10
Resultado:
La resistencia amplitud de onda máxima es igual a 200 , y la frecuencia de oscilación
Fin del ejercicio planteado
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Fin del Desarrollo Manual
= 4,775 10 Hz
es igual a 4,775 10 Hz