UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA DEPARTAMENTO DE FÍSICA EXAMEN LIBERATORIO FISICA-II – GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA (EIIC) - (30-04-2013) APELLIDOS: ______________________________________________NOMBRE: ______________________________ TEORÍA 1.- Indicar cuales de los siguientes campos electrostáticos son uniformes o tienen algún tipo de simetría (indicar cuál) y si puede determinarse usando el teorema de Gauss. Responder usando la siguiente tabla: CAMPO UNIFORME SIMETRIA (Tipo) Gauss (a) NO SI (cilíndrica) SI (b) ……………………

a) Campo creado por un hilo indefinido cargado uniformemente. b) Campo creado por un plano indefinido cargado uniformemente. c) Campo en el interior de un condensador plano. d) Campo en el interior de un condensador cilíndrico. e) Campo creado por un anillo cargado uniformemente. f) Campo creado por una carga puntual. g) Campo creado por una esfera metálica cargada y aislada. h) Campo creado por una esfera dieléctrica cargada uniformemente.

2.-Una esfera maciza no-conductora, de radio R, está cargada uniformemente con una carga Q > 0. Obtener: (a) La densidad de carga de la distribución; (b) La carga q existente dentro de una superficie esférica, concéntrica con la distribución y de radio R/3. 3.-Indicar que representan las siguientes expresiones, indicando el significado de todas las variables incluidas en ellas: 4.- Citar las propiedades de un conductor situado en el vacío y en equilibrio electrostático (de forma arbitraria), en todo lo que se refiere a la carga, intensidad del campo electrostático y potencial. 5.- Definir intensidad de la corriente y densidad de corriente indicando, además, el tipo de magnitud, su relación con la velocidad de los portadores y la relación general entre ambas magnitudes. 6.-Por un alambre de cobre de sección circular y radio R = 0,0814 cm, circula una corriente de intensidad I = 1 A. Suponiendo que cada átomo de Cu aporta 1 electrón a la conducción, calcular: (a) el número de portadores por unidad de volumen. (b) La velocidad de arrastre (o de deriva) de los portadores. DATOS: Densidad másica del Cu: 8,93 g cm-3, Número de Avogadro: 6,0231023 átomos/mol, Masa molar del Cu: 63,5 g mol-1; Carga de un portador: qe= 1,610-19 C 7.- Obtener la diferencia de potencial VA-VB en la siguiente rama de circuito:

C

QEpldEdVVECCdvEEp r

v

2

02

0 2

1

2

1

UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA DEPARTAMENTO DE FÍSICA EXAMEN LIBERATORIO FISICA-II – GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA (EIIC) - (30-04-2013) APELLIDOS:_________________________________________________NOMBRE:____________________________ PROBLEMAS 1.- Considérese una esfera maciza no-conductora de radio R y cargada uniformemente con una carga Q > 0. Concéntrica con la esfera anterior se encuentra un cascarón esférico conductor de radios 2R y 3R con una carga neta nula.

a) Dibujar la distribución y las líneas de campo en las regiones donde existan. b) Calcular las densidades de carga en cada una de las superficies donde ésta exista. c) Representar gráficamente la función E para todo valor de la distancia r. d) Calcular la energía de la distribución (energía almacenada en el campo)

2.-Un condensador de capacidad C1 = 1 F se carga a una tensión de 250 V. Una vez cargado, se desconecta de la fuente y, posteriormente, sus terminales se unen a los de otro condensador de C2 = 2 F, inicialmente descargado, quedando ambos en paralelo. (a) Obtener, una vez alcanzado el equilibrio, la carga y la energía almacenada en cada condensador. (b) Si a la distribución anterior, se añade un tercer condensador de capacidad C3 = 3 F descargado y en paralelo con los anteriores, calcular las nuevas cargas y energías de los condensadores. Presentar, al final, los resultados en una tabla como la siguiente: Condensador 1ª Unión (Situación 1) 2ª Unión (Situación 2) C1 C2 C3

q11 = q21 =

Ep11 = Ep21 =

q12 = q22 = q32 =

Ep12 = Ep22 = Ep32 =

Nota: el 1º digito del subíndice se refiere al condensador y el 2º a la situación. 3.-En el circuito de la figura, calcular, una vez alcanzado el régimen estacionario: a) VC –VE siguiendo dos recorridos diferentes: CBADE y CDABE. b) Las potencias suministrada PS, absorbida PA y dispada PD en el circuito. Comprobar que se verifica que PS = PA + PD c) La energía almacenada en el condensador. NOTAS

– Duración: 2 horas – Todas las cuestiones teóricas tienen el mismo valor. Igual para los problemas. Cada una de las partes (T/P)

constituye el 50% de la calificación global. – Las calificaciones serán expuestas en la página de la asignatura.