Magnetismo e inducción magnética

Artículos de esta sección

  • Flujo magnético, fuerza electromotriz y corriente inducida en un generador (8572)

    , por F_y_Q

    Un generador simple consiste en una bobina rectangular de «N» espiras, con lados «a» y «b», que gira con velocidad angular constante «$$$ \omega$$$» en un campo magnético uniforme «$$$ \text{B} = \text{B}_0\cdot \vec{\text{z}}$$$». La bobina tiene una resistencia total «R». En el instante inicial «t = 0», el vector normal a la superficie de la bobina es paralelo al campo magnético. Calcula:

    a) El flujo magnético a través de la bobina en función del tiempo.

    b) La fuerza electromotriz inducida.

    c) La corriente inducida y potencia disipada en la bobina.

    d) El par mecánico necesario para mantener el movimiento.

    e) ¿Se conserva la energía en el sistema?

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  • Campo magnético de un conductor y corriente inducida en una espira circular concéntrica (8406)

    , por F_y_Q

    Un conductor rectilíneo infinito transporta una corriente eléctrica constante de 5 A. A una distancia de 2 cm del conductor, se coloca una espira circular de 1 cm de radio, coplanar con el conductor y concéntrica con él. La espira tiene una resistencia total de 0.5\ \Omega.

    a) Calcula el campo magnético producido por el conductor en los puntos de la espira.

    b) Determina el flujo magnético que atraviesa la espira.

    c) Si la corriente en el conductor disminuye linealmente hasta cero en un tiempo de 0.1 s, calcula la fuerza electromotriz inducida en la espira durante este proceso.

    d) ¿Cuál es la corriente inducida en la espira mientras la corriente en el conductor está disminuyendo?

    Dato: \mu_0 = 4\pi\cdot 10^{-7}\ T\cdot m\cdot A^{-1}

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  • Velocidad de una partícula en el seno de un campo magnético (7153)

    , por F_y_Q

    Una partícula con carga de -5.60 nC se mueve en un campo magnético uniforme B = -1.25\ \vec k\ (T). La medición de la fuerza magnética sobre la partícula resulta ser \vec F = -3.40\cdot 10^{-7}\ \vec i + 7.40\cdot 10^{-7}\ \vec j\ (N):

    a) Calcula todas las componentes que puedas de la velocidad de la partícula con base en esta información.

    b) ¿Hay componentes de la velocidad que no estén determinadas por la medición de la fuerza? Explica tu respuesta.

    c) Calcula el producto escalar \vec v\cdot \vec F y di cuál es el ángulo entre \vec v y \vec F.

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  • Potencia necesaria para que un vehículo eléctrico se desplace con velocidad constante (6109)

    , por F_y_Q

    Un pequeño vehículo eléctrico supera una fuerza de fricción de 250 N cuando viaja a 35 km/h. El motor eléctrico recibe impulso mediante 10 baterías de 12 V conectadas en serie y se acopla directamente a las ruedas, cuyos diámetros son de 58 cm. Las 270 bobinas de armadura son rectangulares, de 12 cm por 15 cm, y giran en un campo magnético de 0.60 T. Calcula:

    a) ¿Cuánta corriente extrae el motor para producir la torca requerida?

    b) ¿Cuál es la fuerza contraelectromotriz?

    c) ¿Cuánta potencia se disipa en las bobinas?

    d) ¿Qué porcentaje de la potencia de entrada se usa para impulsar al automóvil?

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  • Interacción electromagnética con carga en movimiento (2281)

    , por F_y_Q

    Un protón es acelerado por una diferencia de potencial eléctrico «V» e introducido en una región en la que existe un campo magnético \vec{B} constante y uniforme, perpendicular a la velocidad del protón. Se pide:

    a) Calcula el radio de la trayectoria.

    b) Calcula la velocidad angular del protón en dicha trayectoria.

    c) Supón ahora que en la misma región donde se aplica el campo magnético, existen también un campo eléctrico constante y uniforme \vec{E} que actúa perpendicularmente a la velocidad del protón y al campo magnético. ¿Cuál deberá ser el valor del potencial acelerador, «V», para que el protón no se desvíe al entrar en la zona de los campos eléctrico y magnético?

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