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    Taller Electricidad y Magnetismo

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    BRAYAN DAVID CARRERO CAÑON
    Este documento presenta 10 problemas sobre magnetismo y inducción electromagnética. Los problemas cubren temas como la fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente, torque magnético, fuentes de campo magnético y la ley de Ampere, e inducción electromagnética. Los problemas involucran calcular fuerzas magnéticas, torques, campos magnéticos, fem inducidas y corrientes inducidas para varias configuraciones de alambres, bobinas y campos magnéticos variables.

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    Taller Electricidad y Magnetismo

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    BRAYAN DAVID CARRERO CAÑON
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    Este documento presenta 10 problemas sobre magnetismo y inducción electromagnética. Los problemas cubren temas como la fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente, torque magnético, fuentes de campo magnético y la ley de Ampere, e inducción electromagnética. Los problemas involucran calcular fuerzas magnéticas, torques, campos magnéticos, fem inducidas y corrientes inducidas para varias configuraciones de alambres, bobinas y campos magnéticos variables.

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    Taller electricidad y magnetismo

    Tema: magnetismo

    Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente

    1. Un alambre de 62,0 cm de longitud y 13,0 g de masa está suspendido por un par de cables
    flexibles en un campo magnético uniforme de magnitud 0,440 T (ver figura). ¿Cuáles son la
    magnitud y dirección de la corriente requerida para eliminar la tensión en los cables de
    soporte?

    2. Una línea de energía eléctrica lleva una corriente de 1400 A en un lugar donde el campo
    magnético de la tierra es 5.0 × 10 5T. La línea forma un ángulo de 75 ° con respecto al campo.
    Determine la magnitud de la fuerza magnética en 120 m de línea. ¿Cómo sería su dirección?

    Torque magnético
    3. Una bobina de alambre de 200 vueltas tiene un radio de 20 cm y la normal al área hace un
    ángulo de 30° con un campo B de 3 mT. Qué es el campo. ¿Cuál es el torque en la bobina si la
    corriente que transporta es de 3 A?
    4. Una bobina circular de alambre de 8,6 cm de diámetro tiene 15 espiras y conduce una
    corriente de 2,7 A. La bobina está en una región donde el campo magnético es de 0,56 T a)
    ¿Qué orientación de la bobina proporciona el torque máximo y cuál es este?

    Fuentes de campo magnético y ley de Ampere


    5. En el diagrama A a continuación, dos cables transportan corrientes, I1 = 30,0 A e I2 = 22,0 A,
    en direcciones opuestas. El diagrama B ofrece una perspectiva general. Determine la dirección
    y la magnitud del campo magnético neto en los puntos A, B y C donde r1 = 0,250 m, r2 = 0,350
    m, r3 = 0,700 m y r4 = 0,500 m.
    6. Un alambre muy largo, recto y horizontal conduce una corriente tal que pasan 3,5 × 10 18
    electrones por segundo por cualquier punto dado, de oeste a este. ¿Cuáles son la magnitud y
    dirección del campo magnético que produce este alambre en un punto a 4 cm directamente
    por encima de el?
    7. Como nuevo técnico electricista, usted está diseñando un solenoide grande para producir un
    campo magnético uniforme de 0,15 T cerca del centro del solenoide. Tiene alambre suficiente
    para 4000 vueltas circulares. Este solenoide debe medir 1,4 m de largo y 2,8 cm de diámetro.
    ¿Qué corriente debe suministrarse para producir el campo necesario?

    Inducción electromagnética

    8. Una bobina de 4,00 cm de radio tiene 500 espiras, y está colocada en un campo magnético
    uniforme que varía con el tiempo de acuerdo con B = (0,0120 T/s)t + (3,00 x 10-5 T/s4)t4. La
    bobina está conectada a un resistor de 600 , y su plano es perpendicular al campo
    magnético. Se puede ignorar la resistencia de la bobina. a) Obtenga la magnitud de la fem
    inducida en la bobina en función del tiempo. b) ¿Cuál es la corriente en el resistor en el
    momento t = 5,00 s?
    9. Una espira de acero, plana y circular, de radio igual a 75 cm se encuentra en reposo en un
    campo magnético uniforme, cuya vista de canto se muestra en la figura E29.8. El campo
    cambia con el tiempo, de acuerdo con B(t) = (1,4 T)e -(0,057 s-1)t. a) Calcule la fem inducida en la
    espira en función del tiempo. b) ¿Cuándo la fem inducida es igual a 1/10 de su valor inicial? c)
    Determine la dirección de la corriente inducida en la espira, viendo esta última desde arriba.

    10. Una espira circular de alambre con radio r = 0.0480 m y resistencia R = 0.160 Æ está en una
    región de un campo magnético espacialmente uniforme, como se ilustra en la figura E29.20. El
    campo magnético está dirigido hacia afuera del plano de la figura, tiene un valor inicial de 8.00
    T y disminuye a una razón dB/dt = -0.680 T/s. a) ¿La corriente inducida en la espira tiene
    sentido
    horario o antihorario? b) ¿Cuál es la razón a la cual se disipa la energía eléctrica por la
    resistencia de la espira?

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