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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA UNIV. SANDOVAL ARNEZ NICOLAS RAFAEL ANTONIO FIS-200 PRÁCTICA PRIMER PARCIAL FIS 200 1. Deducir una expresión que calcule la fuerza magnética entre dos segmentos paralelos de corriente. 2. Cada uno de los tres alambres paralelos conduce una corriente I en los sentidos que se indican en la figura. Si la separación entre alambres adyacentes es d, calcule la magnitud y dirección de la fuerza magnética por unidad de longitud de cada alambre. 3. En la siguiente figura se puede observar dos conductores por los cuales circula la misma corriente 𝒊. Calcular la inducción magnética en el punto 𝑷. (𝒊 = 𝟏𝟎 𝑨; 𝒂 = 𝟎, 𝟓 𝒄𝒎) 4. En la siguiente figura se puede observar tres conductores infinitos y recorridos con corrientes de intensidades 𝒊𝟏 = 𝟐 𝑨, 𝒊𝟐 = 𝟖 𝑨, 𝒊𝟑 = 𝟗 𝑨. Calcular la inducción magnética 𝑩 en el punto 𝑷, si se sabe que 𝒂 = 𝟑 𝒄𝒎. 5. Calcule la magnitud del campo magnético en el punto p de la figura en términos de R, I1 e I2. ¿Qué resultado da su expresión cuando I1=I2? 6. Un alambre en forma de semicírculo con radio a esta orientado en el plano yz con su centro de curvatura en el origen (Ver figura). Si la corriente en el alambre es I, calcule las componentes del campo magnético producido en el punto p, a una distancia x a lo largo del eje x. 7. Un conductor muy largo y una espira cuadrada de lado 𝒂 = 𝟑𝟎 𝒄𝒎 se encuentran en un mismo plano, según se muestra en la figura. Si las corrientes que las recorren tienen intensidades 𝒊𝟏 = 𝟏𝟎𝟎 𝑨, e intensidades 𝒊𝟐 = 𝟏𝟓𝟎 𝑨, calcular la fuerza resultante sobre la espira. 8. En la figura, el campo magnético uniforme y vertical tiene una intensidad 𝑩 = 𝟎, 𝟐 𝑻. La barra conductora de longitud 𝒍 = 𝟎, 𝟏 𝒎 y masa 𝒎 = 𝟓𝟎 𝒈 se desliza por dos guías conductoras horizontales que lo conectan a una resistencia 𝑹 = 𝟐, 𝟓 𝛀 . La barra se mueve con velocidad 𝒗 = 𝟓 𝒎/𝒔, que es perpendicular a si misma, siendo su resistencia 𝒓 = 𝟎, 𝟓 𝛀. Calcular: a) La intensidad de corriente del circuito. UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA UNIV. SANDOVAL ARNEZ NICOLAS RAFAEL ANTONIO FIS-200 b) Que fuerza, en dirección del movimiento será necesario aplicar a la barra para que se mueva uniformemente con la velocidad indicada. c) La potencia térmica del circuito que se desprende del circuito. d) La potencia mecánica necesaria para que la barra se mantenga en movimiento, siendo el coeficiente de rozamiento 𝝁 = 𝟎, 𝟐𝟑 (𝒈 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔𝟐) 9. Un anillo conductor circular con radio 𝒓𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟒𝟐𝟎 𝒎 esta en el plano xy en una región de campo magnético uniforme �⃗⃗� = 𝑩𝟎[𝟏 − 𝟑(𝒕/𝒕𝟎) 𝟐 + 𝟐(𝒕/𝒕𝟎) 𝟑]�̂�. En esta expresión, 𝒕𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟎𝟎 𝒔 y es constante, t es el tiempo, �̂� es el vector unitario en la dirección +z y 𝑩𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟖 𝑻 y es constante. En los puntos a y b (Ver figura) hay una pequeña abertura en el anillo con alambres que van a un circuito externo de resistencia 𝑹 = 𝟏𝟐 𝛀. No hay campo magnético en la ubicación del circuito externo. a) Obtenga una expresión, como función del tiempo, para el flujo magnético total 𝚽𝑩 a través del anillo. b) Determine la fem inducida en el anillo en el momento 𝒕 = 𝟓, 𝟎𝟎 × 𝟏𝟎−𝟑 𝒔. ¿Cuál es la polaridad de la fem? c) Debido a la resistencia interna del anillo, la corriente a través de R en el momento dado en el inciso b) es de solo 3 mA. Determine la resistencia interna del anillo. d) Calcule la fem en ekl anaillo en el momento 𝒕 = 𝟏, 𝟐𝟏 × 𝟏𝟎−𝟐 𝒔. ¿Cuál es la polaridad de la fem? e) Determine el instante en el que se invierte el sentido de la corriente que fluye a través de R 10. El flujo magnético se genera una espira que lleva corriente 1 A es 0,3 Wb. Calcular la fuerza electromotriz autoinducida en la espira mostrada, si la corriente se duplica uniformemente en 0,2 s. 11. Una espira conductora es recorrida por una corriente variable 𝒊. Si en el instante 𝒕 = 𝟎 𝒔 el flujo que genera es 0,5 Wb, ¿Cuál es la fem inducida en la espira? 12. Hallar el campo magnético en el origen de coordenadas para la distribución de corrientes mostrada en la figura. 13. Hallar el campo magnético en la superficie de un conductor cilíndrico hueco de longitud 𝑳 y radio 𝒓, que transporta una corriente 𝑰. UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA UNIV. SANDOVAL ARNEZ NICOLAS RAFAEL ANTONIO FIS-200 14. Hallar una expresión matemática que permita calcular la fuerza sobre la carga puntual 𝒒 para el esquema mostrado en la figura. 15. Si la fem inducida es una espira conductora varia, según la curva mostrada en la figura. Halle el flujo magnético entre 𝟏 < 𝒙 < 𝟐.
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