Boletín de problemas de energía y fuerzas electromagnéticas

Boletín Tema 4: Energía y Fuerzas
4.1. Calcula la energía almacenada en un solenoide largo y estrecho de longitud l y
radio R (l >> R).

4.2. Un cable coaxial largo (de longitud l) lleva unacorriente I que fluye por la
superficie externa del cilindro interior, de radio a, y vuelve a lo largo del cilindro
externo, de radio b. Calcula la energía magnética almacenada en el sistema y, mediantesu expresión, la autoinducción del sistema.

4.3. Por un conductor cilíndrico, flexible e indefinido, de radio R, circula una corriente
I. Mediante una presión se reduce el radio de R a R’,manteniendo constante la
corriente. Calcula la variación de energía magnética en el interior de un cilindro, coaxial
con el de corriente, de radio R0= 2R y altura h.
4.4. Sea un toroide de materialferromagnético y sección cuadrada, con N espiras. Los
radios internos y externos son R2 y R1, respectivamente. Por las espiras circula una
corriente I. Calcular la energía suministrada para establecerel campo si estamos en la
curva de primera imanación (y, por tanto, se puede definir la permeabilidad magnética μ
del medio, para dar una relación de proporcionalidad lineal entre B y H).

4.5.Determinar, de forma aproximada, la fuerza entre dos espiras circulares paralelas y
coaxiales, con corrientes I1 e I2 y de radios a y b (tales que a >> b), y distancia z (z >>
b) entre ellas.
b
I4.6. Calcula la fuerza entre un hilo conductor1
indefinido por el que circula una corriente I1 y una
espira de lado b y altura h situada a una distancia x del
hilo, y por la que circula una corrienteI2 como se
observa en la figura.

x
h

I2

4.7. Disponemos de un cable coaxial de longitud L. El conductor interior es rígido y de
radio a, el exterior flexible y de radio b. Mediante unabatería se mantiene constante la
corriente que circula por ambos conductores. Calcular la diferencia de presión que debe
existir entre la parte exterior del cable coaxial y la zona comprendida entre...