EjerciciosFyQ

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

F_y_Q — 2025-03-03T04:04:52Z

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 .

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:

a) Puedes calcular el campo magnético asociado a un conductor rectilíneo infinito por el que pasa una corriente eléctrica aplicando la ley de Biot y Savart:

En tu caso, la espira está situada a una distancia de 2 cm, por lo que debes tomar este dato como el valor de «d». Al ser coplanar y concéntrica, todos los puntos de la espira están a la misma distancia del conductor y el campo magnético en cualquier punto de la espira es uniforme. Sustituyes los valores de la ecuación anterior y calculas:

b) El flujo magnético a través de una superficie plana, en presencia de un campo magnético uniforme, viene dado por la ecuación:

En esta ecuación, «A» representa el área de la espira y «» es el ángulo entre el campo magnético y el vector perpendicular a la superficie de la espira. Como el campo magnético es perpendicular a la espira, el ángulo que forma con el vector asociado a la espira es cero. El área de la espira es el área de un círculo, por lo que la ecuación anterior queda como:

Sustituyes en la ecuación y calculas:

c) La ley de Faraday indica que la «fem» inducida en una espira cerrada es igual a la variación temporal del flujo magnético que la atraviesa:

Como el flujo magnético varía desde el que has calculado al inicio hasta ser cero en 0.1 s, la «fem» inducida es:

d) Para calcular la corriente inducida en la espira utilizas la ley de Ohm:

Sustituyes en la ecuación y calculas:

[P(8048)] EBAU Andalucía: física (junio 2023) - ejercicio B.2 (8052)

F_y_Q — 2023-09-16T06:24:21Z

Puedes ver las respuestas y el enunciado del problema resuelto en el vídeo si haces clic aquí.

- 15 - PAU: exámenes resueltos de años anteriores / Campo magnético, Fuerza magnética, Corrientes paralelas, EBAU, Selectividad, Ley de Biot y Savart, EvAU

EBAU Andalucía: física (junio 2023) - ejercicio B.2 (8048)

F_y_Q — 2023-09-15T05:59:02Z

a) Por dos hilos conductores rectilíneos paralelos, separados una cierta distancia, circulan corrientes de igual intensidad. Explica razonadamente, apoyándote en un esquema, si puede ser cero el campo magnético en algún punto entre los dos hilos, suponiendo que las corrientes circulan en sentidos: i) iguales; ii) opuestos.

b) Dos conductores rectilíneos paralelos por los que circula la misma intensidad de corriente están separados una distancia de 20 cm y se atraen con una fuerza por unidad de longitud de . i) Justifica si el sentido de la corriente es el mismo en ambos hilos, representando en un esquema el campo magnético y la fuerza entre ambos. ii) Calcula el valor de la intensidad de corriente que circula por cada conductor.

Dato:

a)
b)

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Aplicación de la ley de Biot y Savart a dos hilos conductores y el campo resultante (7337)

F_y_Q — 2021-09-09T10:30:36Z

Dos conductores a y b rectos y largos se colocan en forma paralela, tal como indica la figura. Si la intensidad del conductor en el conductor a es de 8.0 A y el campo magnético resultante en el punto P es nulo:

a) Determina la intensidad de corriente en el conductor b e indica el sentido de la corriente.

b) Determina el campo magnético resultante en el punto Q.

A partir de la ley de Biot y Savart puedes calcular el campo magnético que genera un hilo conductor a una distancia dada:

a) Como conoces la intensidad de la corriente en el conductor a puedes determinar el valor del campo magnético debido a ese conductor en el punto P:

Impones la condición de que el campo magnético debido al conductor b en el punto P tiene que tener el mismo valor absoluto que el que has calculado y puedes despejar calcular el valor de la intensidad:

Esta corriente es de sentido contrario al sentido de la corriente del conductor a para que la suma sea cero.

b) El campo en Q será la suma de los campos de ambos conductores:

Es necesario que tengas en cuenta que el signo de la corriente en el conductor b es negativo.

Campo magnético resultante de dos espiras circulares concéntricas (7194)

F_y_Q — 2021-05-26T17:17:39Z

Dos espiras circulares concéntricas de radios de 20 cm y 9 cm están en un mismo plano. Por ellas circula una corriente de 30 A y en sentidos opuestos. ¿Cuál es el valor del campo magnético resultante en el centro de las espiras?

Según la ley de Biot-Savart aplicada a una espira circular, el campo magnético creado es:

Como ambas espiras están en el mismo plano y las recorre la misma intensidad y en el mismo sentido, el campo resultante será la suma de los campos creados por cada una de ellas:

Sustituyes los valores del enunciado, en unidades SI, y calculas:

Sección de un cable que produce un campo magnético que es un cuarto del campo máximo (6777)

F_y_Q — 2020-09-05T09:49:55Z

Un cable recto, largo y cilíndrico de sección de radio R = 1.2 mm lleva una corriente I = 7 A distribuida uniformemente en su sección transversal. Determina el valor del radio r, en el interior del cable y medido en mm, donde la magnitud del campo magnético es 1/4 de su valor máximo.

A partir de la ley de Biot y Savart puedes deducir el campo magnético máximo del cable, que está referido a la sección completa:

Si consideras ahora solo una parte de la sección, que llamas r, el campo magnético asociado será:

Debes tener cuidado porque, al considerar solo una parte de la sección del cable, la intensidad que estás considerando es distinta de la que circula por el cable. Puedes relacionar la intensidad del cable con la intensidad de la porción del cable considerada por medio del teorema de Gauss:

Si impones la condición del enunciado:

Solo tienes que sustituir el valor de en la ecuación y despejar:

Campo magnético resultante entre dos conductores con corriente eléctrica (5382)

F_y_Q — 2019-07-08T06:22:40Z

Dos conductores rectilíneos están separados 4 cm uno del otro. Por el primero de ellos circula una corriente de 2 A y por el segundo una corriente de 2.8 A. Calcula el campo magnético resultante en un punto situado a 1.9 cm del primer conductor:

a) Cuando las corrientes son en el mismo sentido.

b) Cuando las corrientes son de sentido contrario.

En primer lugar vamos a calcular el módulo de cada uno de los campos magnéticos debido a cada hilo conductor, a partir de la Ley de Biot y Savart:

Podemos reescribir la ecuación anterior en función de K:

Los campos magnéticos son:

a) Si las corrientes son en el mismo sentido, y aplicando la regla de la mano derecha sobre cada conductor, el campo magnético total será la diferencia de los campos magnéticos que crean los conductores:

(Si clicas sobre la miniatura puedes ver el esquema con más detalle)

(La dirección es perpendicular a la pantalla y el sentido hacia el observador).
b) Si las corrientes son en sentido contrario, el campo total es la suma de ambos campos:

(Si clicas sobre la miniatura puedes ver el esquema con más detalle)

(La dirección es perpendicular a la pantalla y el sentido hacia dentro de la misma, como se puede ver en el esquema).

[P(909)] Campo magnético creado por una espira circular (4939)

F_y_Q — 2019-02-17T07:32:57Z

Clica en este enlace para el enunciado y la respuesta del problema que se resuelve en este vídeo.

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[T] Ley de Biot y Savart para una espira circular

F_y_Q — 2019-02-16T04:36:35Z

Explicación de cómo se obtiene el campo magnético que crea una espira circular y qué dirección y sentido tiene. Con este vídeo saldrás de dudas de cómo aplicar esta ley al caso de las espiras y bobinas.

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[P(908)] Campo magnético creado por un conductor rectilíneo (4938)

F_y_Q — 2019-02-15T05:32:48Z

En este enlace puedes ver el enunciado y la respuesta al problema resuelto en el vídeo en el que se explica cómo calcular el campo magnético que crea un cable rectilíneo por el que circula una corriente.

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