Este documento presenta 20 problemas relacionados con campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Los problemas involucran conceptos como fuerzas magnéticas, momentos magnéticos, campos magnéticos producidos por diferentes configuraciones de conductores, bobinas y solenoides. Se pide calcular vectores de campo y fuerza magnética, determinar corrientes y configuraciones requeridas para lograr campos magnéticos nulos u orientaciones particulares.
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Este documento presenta 20 problemas relacionados con campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Los problemas involucran conceptos como fuerzas magnéticas, momentos magnéticos, campos magnéticos producidos por diferentes configuraciones de conductores, bobinas y solenoides. Se pide calcular vectores de campo y fuerza magnética, determinar corrientes y configuraciones requeridas para lograr campos magnéticos nulos u orientaciones particulares.
Este documento presenta 20 problemas relacionados con campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Los problemas involucran conceptos como fuerzas magnéticas, momentos magnéticos, campos magnéticos producidos por diferentes configuraciones de conductores, bobinas y solenoides. Se pide calcular vectores de campo y fuerza magnética, determinar corrientes y configuraciones requeridas para lograr campos magnéticos nulos u orientaciones particulares.
Este documento presenta 20 problemas relacionados con campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Los problemas involucran conceptos como fuerzas magnéticas, momentos magnéticos, campos magnéticos producidos por diferentes configuraciones de conductores, bobinas y solenoides. Se pide calcular vectores de campo y fuerza magnética, determinar corrientes y configuraciones requeridas para lograr campos magnéticos nulos u orientaciones particulares.
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Problema #1 Problema #5
La espira cuadrada de lado a esta Considere una bobina aplanada (altura
inmersa en un campo magnetico mucho menor que su radio) de N estacionario no uniforme dado por la vueltas y radio R=4cm. Por ella ! circula una corriente 𝐼 = 10/𝜋𝐴. Cuando funcion 𝐵 = ! 𝑦 𝑘 , donde 𝐵! es una ! constante conocida. El vertice el plano de la bobina forma 60° con un inferior izquierdo de la espira esta campo magnetico uniforme de colocado en el eje de coordenadas. La intensidad B=2,5mT. La bobina sufre espira conduce corriente I en sentido un torque magnetico de intensidad horario. Determine el vector fuerza 𝜏 = 10!! 𝑁𝑚 . La situacion se presenta magnetica de cada lado de la espira en la figura a)Determine el numero de Problema #2 vueltas N de la bobina b)Expresa el Una corriente constante fluye a vector momento magnetico de la bobina traves de una varilla uniforme de c)Expresa el vector torque magnetico resistenca R ubicada sobre un plano sobre ella horizontal que puede deslizar sobre Problema #6 rieles metalicos sin friccion Dos anillos de material aislante de separados una distancia l. Un campo radios a y b, el primero con densidad magnetico uniforme de intensidad B lineal 𝜆 y el otro con carga q esta orientado perpendicularmente al distribuida en toda su linea. Este plano determinado por el circuito. La sistema rota alrededor de su eje de varilla esta en equilibrio cuando los simetria con velocidad angular 𝜔 en dos resortes de constante elastica K sentido anti-horario, como se muestra estan comprimidos una distancia x. en la figura. Calcule el vector Determina: a)¿Cuál es el sentido del momento dipolar magnetico total del campo magnetico? b)¿Cuál es la fem de sistema. la bateria? Problema #7 Problema #3 El triangulo equilatero conduce una La barra metalica de longitud l y corriente I1 en sentido horario en el seccion transversal 𝐴! tiene densidad plano (x,y), esta dentro de un aro 𝛿 y resistividad electrica 𝜌 . La circular que conduce una corriente I2 barra esta inmersa en un campo a)¿Cuál es el sentido de la corriente magnetico de intensidad B en el I2 para que el campo magnetico sea sentido indicado y suspendida en un nulo en el centro C b)Hallar la plano vertical mediante dos relacion I1/I2 cuando el campo conductores metalicos conectados a magnetico en el centro C sea nulo una fuente a)¿Cuánto vale la Problema #8 corriente que circula por la barra y Dos hilos conductores semi-infinitos en que sentido lo hace, si la tension y paralelos entre si esta unidos por en cada conductor vale ¼ de su peso? un conductor semi-circular de radio b)El valor de la 𝜀 para que la a. El sistema conduce corriente I en tension en las barras no necesite ser el sentido mostrado en la figura. Un sostenida por los dos conductores electron, al pasar por el punto O, Problema #4 tiene velocidad v en el sentido que Una barra metalica de longitud l y muestra la figura. Encuentre el masa m, esta suspendida por dos vector fuerza magnetica que actua cuerdas, que estan inclinadas un sobre el angulo 𝜑 = 45° con la vertical. La Problema #9 La figura ilustra un circuito que barra conduce una corriente I que va conduce corrientes como las en sentido fuera de la pagina. La indicadas, todos los conductores son barra esta sumergida en un campo rectos y semi-infinitos a)Haciendo magnetico uniforme B (desconocido) uso de la ley Biot-Savard, obtenga el inclinado 𝜃 = 30° con la horizontal valor de campo magnetico creado por a)Determine el vector campo magnetico la linea semi-infinita de corriente para que la barra se mantenga en 2I en el punto P b)Halle el vector equilibrio b)Determine el vector campo magnetico generado por el fuerza magnetica de la barra sistema en P. Datos: I,a Problema #10 Problema #15 Los dos segmentos de alambres Un solenoide ideal de radio R y n mostrados en la figura conduce espiras por unidad de longitud corrientes I1=1A e I2=𝜋A. Determine el conduce corriente I. A lo largo de su valor del radio R del arco circular eje hay un alambre conductor muy para que el campo resultante en O largo que conduce corriente I en tenga magnitud 4𝜋𝜇𝑇 en direccion +𝑘 sentido z>0. Determine el vector Problema #11 campo magnetico de este sistema en Dos conductores cilindricos muy a)En el punto P, ubicado a R/2 del largos y paralelos tienen radios a y origen b)En el punto Q ubicado a -2R conducen corriente I, iguales pero en del origen sentidos opuestos, uniformemente Problema #16 distribuidos en su seccion Un alambre recto muy largo y muy transversal. Tambien hay una linea delgado, esta ubicado a los largo de infinita que conduce corriente I un cilindro conductor de seccion fuera de la pagina ubicada en transversal circular de radio (0,5/2a). Determine el vector campo interior R y radio exterior 4R. La magnetico que estas corrientes densidad de corriente de este generan en el punto P (-a/2,3a). cilindro J0 va en sentido fuera de la Datos: I,a pagina. Siendo nulo el campo Problema #12 magnetico en todo punto exterior a Se tiene un cilindro conductor muy este cilindro a)¿Qué corriente largo de radio a el cual conduce una conduce el alambre y en que sentido corriente I, pero dicho cilindro es lo hace b)Determine B=B(r) indicando hueco en la zona que se muestra la claramente la direccion y sentido de figura. Determine el vector campo campo en todo r magnetico en el punto P Problema #17 Problema #13 Un alambre muy largo alineado sobre Un plano infinito de espesor W posee el eje y, conduce corriente I1, en una densidad de corriente J0 apuntando sentido negativo de dicho eje. Una en direccion fuera de la pagina espira rectangular de lados a y b a)Determine el vector campo magnetico conduce corriente I2 en sentido para y>W/2 y y<W/2 b)Determine el horario en el plano (x,y). La espira vector campo magnetico para – !! < 𝑦 < !! es mantenida en equilibrio mediante c)Se coloca un aro de radio a en la el resorte indicado cuya constante parte superior del plano, la espira elastica vale K a)Determine el vector conduce corriente I en el sentido fuerza magnetica sobre cada uno de mostrado y esta inclinada un angulo 𝜑 los cuatro tramos rectos de la espira con respecto a la vertical, determine b)Calcule la deformacion del resorte, el vector torque magnetico de la indicando si se estira o comprime el espira resorte Problema #14 Problema #18 La figura muestra la seccion La figura muestra una barra transversal de un toroide de radio a, conductora de longitud 2L doblada de radio exterior b y N vueltas de la forma indicada donde el angulo con alambre, que conduce corriente I en respecto a la vertical vale 30 ° , la el sentido que muestra la figura. En barra posee densidad de carga lineal el eje del toroide hay un hilo 𝜆 y gira alrededor de su eje de conductor muy largo que conduce simetria con una velocidad angular 𝜔 corriente I hacia dentro de la hoja a)Determine el vector momento a)Determine el campo magnetico en magnetico de la barra. b)Si la barra todo el espacio, dibujando las lineas esta inmersa en un campo 𝐵 = 2𝑖 − 4𝑗 + de campo b)Indica que corriente debe 3𝑘 , halle el vector torque magnetico de circular por el conductor ubicado de la figura en el eje para que el campo sea nulo Problema #19 dentro del toroide Dos conductores rectilineos muy largos yacen en el plano ZX, son paralelos en el eje Z y transportan corrientes I en direccion + Z. Uno de resorte para que la espira no gire? estos conductores se encuentre en x=- ¿Se comprime o se estira el resorte? 2a y el otro en x=2a.Halle el vector Problema #24 campo magnetico: a)En el punto P La barra horizontal que muestra la (0,a,0) b)En el punto Q (a,0,0). figura transporta una corriente I en Exprese en el sistema de coordenadas sentido x<0, la barra posee longitud mostrado. Datos: I,a,𝜇! 3a. El arco de circunferencia de Problema #20 radio a conduce la misma intensidad I Dos espiras circulares de radios en sentido horario. Determine el a=4cm y b=3cm tienen un eje comun y vector campo magnetico en el punto p estan separadas una distancia 7cm. Problema #25 Ambas conducen corriente 𝐼 = 10/4𝜋𝐴, en Un cable coaxial con el eje z, esta sentidos opuestos. Determine el formado por dos cilindros vector campo magnetico en el punto A conductores. El conductor interior que esta a 3cm de la primera espira tiene radio a y conduce corriente I1, Problema #21 en el sentido del eje z negativo. El Una espira cuadrada de lado L esta en conductor exterior tiene radio el plano x e y, con su centro en el interno a y radio externo b y conduce origen y sus lados paralelos a los una densidad de corriente J0 en el eje ejes x e y. Conduce una corriente I z positivo. a)Determina la expresion en sentido anti-horario. La espira se algebraica del vector campo magnetico halla en una region donde el campo en todas las regiones b)Si a=1cm, ! b=2cm,I1=8A, J0=1𝐴/𝑚 ! , determine a que magnetico esta dado según 𝐵 = ! (𝑧𝑖 + 𝑥𝑘) ! distancia del eje del centro del a)Halle el vector campo magnetico cable coaxial el campo magnetico es para x=L/2 y x=-L/2 b)Halle la fuerza nulo ejercida sobre cada lado de la espira Problema #26 Problema #22 a)Hacienco uso de la ley de ampere, Un conductor esta fijo por sus obtenga el valor de campo magnetico extremos. Se encuentra inmerso en un creado por una linea infinita de campo magnetico uniforme y corriente I, en un punto cualquiera a estacionario B y conduce una una distancia r de la linea b)En el corriente I. La corriente se bifurca sistema visto, se representan dos en dos ramas que equidistan del cables paralelos de longitud conductor central, cuyas resistencias infinita, que transportan corriente I1 valen respectivamente R1 y R2. Las dos e I2. Se miden los campos en C y P ramas vuelven a unirse formando asi resultando 𝐵! = 70𝜇𝑇 𝑦 𝐵! = 10𝜇 , proponga una espira rectangular de lado L y el sentido de las corrientes. Si ancho d. En el instante unicial las a=2cm halle I1 e I2 c) Si ambas lineas de campo magnetico estan corrientes tuvieran el valor hallado contenidas en el plano de la espira. para I2 cuanto valdria el campo en c En esa situacion calcular: a)El vector fuerza neta sobre la espira b)El vector torque neto con respecto al conductor central, recuerda que el torque esta definido como 𝜏 = 𝑏𝑥𝐹 Problema #23
El plano Infinito mostrado en la figura tiene un espesor W y conduce una densidad de corriente J0 en sentido -k. A una distancia d del plano se tiene una espira circular de
radio a que conduce una corriente I en el sentido mostrado, la cual esta sostenida de un resorte de constante elastica K el cual esta pegado a una pared fija. ¿Cuánto se deforma el