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UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍASINGENIERÍA ELECTRÓNICA Y MATERIALESCurso de Física Oscilaciones y OndasProfesor: Gonzalo Becerra, MSc en Física | |

Taller N° 1 Inducción electromagnética

Temas: Ley de Faraday. Lenz
I. Problemas propuestos

1. Una bobina de 5Ω, con 100 vueltas y un diámetro de 6 cm, se coloca entre los polos de un imán de modo que el flujo esmáximo a través de su área. Cuando la bobina se retira rápidamente del campo del imán, una carga de 10-4C fluye a través de un galvanómetro de 595Ω conectado a la bobina. Calcular B entre los polos del imán.
Nota: tome valores medios de f.e.m. inducida.

2. Una varilla de longitud l, resistencia Ry masa m se desliza sobre un par de conductores horizontales sin rozamiento y de resistenciadespreciable (ver Fig. 1). Existe un campo magnético uniforme B perpendicular al plano de los conductores. La varilla se mueve con velocidad inicial v0 entre los puntos a y b. Hallar la fuerza retardatriz que actúa sobre la varilla.

3. Se coloca una bobina circular que tiene 400 vueltas de alambre, cada una de 5 cm de radio, en un campo magnético B = (1.5 t - 1.8) wb/m2 paralelo al eje de la bobina.Si la resistencia de la bobina es de 200 . Halle: (a) la f.e.m. inducida en la bobina circular; (b) la corriente inducida

4. El campo magnético B en todos los puntos dentro de la circunferencia de trazos de la Fig.2 es igual a 0,5 T. Está dirigido hacia el plano del papel y decrece a razón 0,1Ts. (a) ¿Cuál es la forma de las líneas de fuerza del campo eléctrico inducido dentro de lacircunferencia de trazos? (b) ¿Cuál es la magnitud y la dirección del campo eléctrico inducido en cualquier punto del anillo conductor, y cuál es la f.e.m. inducida? (c) ¿Cuál es la corriente en el anillo si su resistencia es de 2Ω? (d) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera del anillo?

5. Se coloca una bobina circular que tiene 200 espiras de alambre, cada una de 6 cm. deradio, en un solenoide largo con una concentración de 500 espiras por metro con espiras de 9 cm. de radio y una corriente La bobina se ubica paralelo al eje de simetría del solenoide. Si la resistencia de la bobina circular es de 200 , hallar: (a) la f.e.m. en la bobina, (b) la corriente inducida, (c) el campo inducido en un punto de la espira de la bobina

6. Al lado de un conductor delongitud infinita MN, por el cual pasa una corriente I, se encuentra una espira rectangular abcd de lados l1 y l2 (ver Fig.3). La espira se encuentra en el mismo plano del conductor MN, de tal forma que su lado más próximo (al conductor), está a una distancia r. Si la espira abcd se mueve con velocidad constante v hacia la derecha, entonces en el instante en que r=s, calcule: (a) el flujo del campomagnético que atraviesa la espira, y (b) la f.e.m inducida.

7. Una varilla de longitud L es perpendicular a un conductor rectilíneo largo por el que circula una corriente I, como se ilustra en la Fig. 4, el extremo cercano de la varilla esta a una distancia d del conductor, la varilla se mueve con velocidad v en el sentido de la corriente I. Demostrar que la diferencia de potencial entre losextremos de la varilla viene dada por:
∆φ=μ0I2πv lnd+Ld

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8. Una varilla de longitud L gira con velocidad angular constante ω alrededor de un extremo y en un plano perpendicular a un campo magnético uniforme B (ver Fig. 5). (a) Demostrar que la fuerza magnética sobre una carga q situada a una distancia r del eje del giro es Bqrω. (b) Dibujar una línea radial cualquiera en el plano apartir del cual medimos el ángulo θ=ωt. Mostrar que el área de la región en forma de cuña entre la línea de referencia y la varilla es A=12θL2. (c) Calcular el flujo que atraviesa ésta área. (d) Demostrar a partir de la ley de Faraday que la f.e.m. en los extremos de la varilla es ε=12BωL2.

9. En su forma más simple un generador de corriente alterna, consiste en una bobina de N vueltas...