DIVISIN DE CIENCIAS BSICAS COORDINACIN DE FSICA Y QUMICA

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO SEMESTRE 2014-1

SOLUCIN EXAMEN EXTRAORDINARIO (PRIMER PERIODO) SINODALES: Ing. Gabriel Alejandro Jaramillo Morales M.I. Juan Carlos Cedeo Vzquez 20deseptiembrede2013

1. Sabiendo que el vector de campo elctrico en el

punto P(3,0,5)[cm] es ,

que es producido por el exceso de carga elctrica que

poseen una superficie muy grande coincidente con

el plano XY, un conductor recto muy largo paralelo

al eje X que pasa por el punto C(0,0,10)[cm], y una

carga puntual q localizada en el punto D(0,0,5)[cm];

determine:

a) La magnitud y signo de la densidad

superficial de carga . b) El vector fuerza elctrica que actuara

sobre un electrn colocado en el punto

P(3,0,5)[cm].

c) La diferencia de potencial VAB , explicando

cmo se lleg al resultado.

d) El trabajo necesario, realizado por una fuerza

externa, para trasladar la carga q desde el

punto D(0,0,5)[cm] hasta el punto R(-4,0,2)[cm]

si = - 0.8854[C/m2].

a) ;

si vemos los componentes del campo elctrico y realizamos la resta nos da como resultado que es la componente que genera

12300

1085.821010022

pp EE

261077.1 mC

b) 319 1011810106.1 kiEqF pe NkiF 15108.186.1 c) Como todos los puntos son equidistantes con respecto a la carga, a la lnea y a la superficie

CNkiEp 31011810

pppqp EEEE iiEpq 101003.0 101109 32

99

CNkkEp 101805.0

10502109 399

pE

CNk10100 3

pE

0ABV

d) ;

VVRD 150003.01085.82 108854.002.005.02 12

6

0

JWRD 69 10923.11923101

2. En una conexin de capacitores como la mostrada, al aplicar cierta diferencia de potencial Vae, la carga en el

capacitor C2 result ser 180[C], con base en esto y en el diagrama, determine en el SI:

a) La carga en el capacitor C3.

b) La energa almacenada en el

capacitor C4.

c) La diferencia de potencial Vae

que se aplic a la conexin. d) El campo de ruptura que como

mnimo debe tener el dielctrico

de C5 si su espesor es 0.5X10-3[m]

y se trata de un capacitor de placas

planas y paralelas.

a) Por estar en serie

b)

24

2444 2

121

beVCVCU ; decdbcbe VVVV ,as: VFC

CqVbc 30106

101806

6

1

1

;

VFC

CqVcd 60103

101806

6

2

2

; VF

CCqVde 90102

101806

6

3

3

,

VVbe 906030 VVbe 180 ; JJU 081.01801055.021 264 c)

beabae VVV ; beqq 5 ; 1234 CCC beeq ;

321123

1111CCCC

;

666666123 101

11066

106321

1021

1031

10611

C ; FFC 1101 6123 y

FFFCbeeq

615 ycomo VVbe 180 56644 10900180105 qCVFVCq be ; VF

CCqVab 751012

109006

6

5

5

as

VVVae 25518075 d) Como

mV

mV

dV

E ab 150000105.0

753

55 ;

mVE

rup1500005

RDRDRD VVV 4238510502109 99

LnVRD

VVRD 1923

Cqqq 180123

3. Para el circuito elctrico que se muestra en la figura y con los datos indicados obtenga:

a) El valor del resistor R4.

b) La diferencia de potencial Vab.

c) La intensidad de corriente i5.

d) La energa que entrega la fem real 2 al resto del circuito, en 4 minutos.

4.0,][95.0,][12][947.8][697.110

][468.0][298.0

2211

24

rVrVVVVVf

AiAi

bcac

a) 30

298.0947.8

44 i

VR bc

b) bcabac VVV ; bcacab VVV ; VVab 75.2947.8697.11

c) 0225 bcVri ;

4.0947.89

2

25 r

Vi bc Ai 1325.05

d) PtE ; 25252 iriP 1855.11325.04.01325.09 2 P JE 51.2846041855.1 4.Enelconjuntodeconductoresmostrado,,elsolenoiderectoylargo,escoaxialconelejeY,elconductor1rectoylargo,esparaleloalejeXperoconsucorrientei,hacialapartenegativadedichoeje,determine:a)Elvalordeisrequeridoparaelcampoindicado.b)Lacorrientei1quedebecircularenelconductor1para.c)Elflujomagnticoatravsdelaseccintransversalcentraldelsolenoidesi,isfuese50[A].d)Lafuerzasobre5[m]delconductor1sisecolocaraotroconductor2,rectoylargo,coincidenteconelejeXconcorrientei2=200[A],dondei2llevaelsentidopositivodelejeX;supongai1=800[A].

mTkjiB 807.12500

0B

a) ; ; ;

b) ;

c) ; ;

d) ; ;

5. Una barra AB, con una resistencia de 1[m], se encuentra sobre dos rieles de resistencia despreciable que estn conectados a una diferencia de potencial de 12[V] como se muestra en la figura. Si el sistema se encuentra en un

campo magntico de 1[Wb/m2] perpendicular al plano que forma el circuito. Determine.

a) La corriente que circula en la barra.

b) La magnitud y sentido de la fuerza magntica que acta sobre la barra.

c) El trabajo necesario para mover la barra de la posicin AB a la posicin AlBl depreciando la fuerza de friccin entre

la barra y los rieles.

d) En qu direccin debe estar el campo magntico, para que la barra tienda a elevarse (hacia la derecha).

a) ][10

2.01][12 AV

RVI

b) BIlsenF mA

mWbF 2.0101 2

.][2 izquierdalaHacaNF

c) dFW ][1.0][2 mNW ][2.0 JW d) En direccin j

1OOSO BBB k

rij

lNiB

OA

sO

2

2

100

j

lNiB sOS 2

0 ANlBi OSs 4010104 2.0107.12522 373

0

OAO r

iB

210

1 ArBi OAO 8000104

02.02108027

3

0

11

SdBPSb

pPSb AB mmA

mAWb

alNis

b 2.0

02.05010104 223720

mWbWbb 3948.010948.3 4

121112 BliF

OAriliF

2

201112

NjmkAmAWbimAF 802.0200

21045800

7

12

6. En la figura se muestra un ncleo macizo de material ferromagntico que posee un entrehierro de longitud

despreciable. Se muestra tambin la curva de magnetizacin del acero laminado en fro. Con base en ello, determine:

a) El flujo magntico dentro del ncleo si se sabe que para la corriente que circula por el embobinado de 200 vueltas,

la intensidad de campo magntico en el material ferromagntico es H=200[A/m].

b) La permeabilidad magntica del ncleo.

c) La reluctancia del material.

d) La fuerza magnetomotriz aplicada.

a) si ; y ;

b) Como ;

c) ;

d) pero tambin ; entonces

Entonces

mAH 2000 TB 55.1 BAb Wbm

mWb

b422

2 1055.101.055.1

Wbb 155HB

mAWb

mAmWb

HB 42 1075.7

2000

55.1

WbA

mmA

Wbm

Alm

n 1.1032258101075.7

105.015.04244

2

11.1032258 Hn

NiF Ae

e0 0

0

ee bnbneF

vueltaAWbWbAF b

1601.1032258

][8.0200

160 AvueltasvueltaA

NFi