Circuitos electricos

DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
COORDINACIÓN DE FÍSICA GENERAL Y QUÍMICA

DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
SEMESTRE 2013-1

PRIMERA EV ALU ACIÓN SUM ATIV A COLEGIADA.
T I P O B .SOLUCIÓN
INSTRUCCIONES: El tiempo máximo para la resolución del examen es de 2.0 horas.

No se permite la consulta de documento alguno.
Cada inciso tiene un valor de 1.0 punto.
Buena suerte☺.

1.- Enla figura se muestra una superficie muy grande coincidente con el plano “xz” con una distribución superficial de carga

 µC 
σ = −10.62  2  , una línea muy larga paralela al eje “z” que cruza eleje “y” en el punto D(0,4,0) [cm] con una distribución
m 
 µC 
, y una carga puntual Q = 48 [nC] colocada en el punto M(-2,2,0)[cm], determine:
lineal de carga λ = 0.6 
m

a) El vectorcampo eléctrico en el punto P (1,2,0) [cm].
b) El vector fuerza eléctrica que actúa sobre la carga Q cuando λ=0.
c) La diferencia de potencial entre los puntos C (0,3,0) [cm] y A (0,1,0) [cm], esdecir,
VCA.
d) El trabajo necesario para colocar la carga Q en el punto B (0,2,0) [cm].
e) El flujo eléctrico a través de la superficie gaussiana S, cuya longitud l es 20 [cm].
Solución:
r
r
rr
a) El vector campo eléctrico en el punto P. E P = E PQ + E Pλ + E Pτ

r
 1  Q

E PQ = 
 4πε  r 2

0  PQ


r
E Pλ
r
E Pλ

−9

 ˆ = 9 × 10 9 × 48 × 10 2 ˆ = 4.8 × 105ˆ  N ;
i
i
i 

C
3 × 10 −2

 1  2λ 
 2 × 0.6 ×10 −6  1ˆ − 2ˆ + 0k 
i
j ˆ

 = 4.83 ×10 5 (0.448ˆ − 0.894ˆ )
 (r ) = 9 ×10 9 
=
i
j
ˆ
− 2 
 4πε  r 
22.236 ×10  1 + 2 2 
0  Pλ 



N
= (2.16 ×105 ˆ − 4.32 ×105 ˆ ) 
i
j
C

(

)

− 10.62 ×10 −6
r
σ
ˆ) =
(− j
(− ˆj) = −6.0 ×105 ˆj N 
E Pσ =
−12
C
2ε 0
2 8.85×10
 

(

)

r
N
E P = (4.8ˆ + 2.16ˆ − 4.32ˆ − 6ˆ )× 10 5 = (6.97ˆ − 10.32ˆ )× 10 5  
i
i
j j
i
j
C
r
r
r
−9
5
−3
b) El vector fuerza en Q. FQ = QE Mσ = QE Pσ = 48 ×10...