Campo Magnético

Física
Departamento de Física Aplicada.
Facultad Ciencias Químicas. U.C.L.M.

CAMPO MAGNÉTICO I.

1) Un electrón entra a través de un pequeño orificio en cierta región del espacio delimitada por dos placas y donde existe un campo magnético uniforme B0 (véase la figura). Suponiendo que su velocidad, v0, formara inicialmente un ángulo  respecto de la dirección del campo magnético:

a)Explicar razonadamente el tipo de trayectoria descrita por el electrón (carga eléctrica q y masa m).
b) Calcular el radio, la frecuencia angular y el paso de la trayectoria helicoidal descrita.
c) Determinar la distancia a la que debería colocarse la segunda placa para que el electrón pudiera salir por ese orificio.


Solución: (a) Trayectoria helicoidal en torno a las líneas del campomagnético, (b) (c) x=nd donde n es un número entero.

2) Un ión de carga eléctrica positiva q y masa m entra en el espacio comprendido entre las placas de un condensador plano-paralelo con una velocidad v0 paralela a dichas placas metálicas. En esa región del espacio existe, además del campo eléctrico, E0, un campo magnético uniforme, B0. A la salida del condensador, el ión entra en otra región delespacio donde únicamente existe un campo magnético uniforme B1 perpendicular al plano de la hoja (véase la figura).

a) Calcular la relación que deben cumplir E0 y B0 para que el ión no se desvíe y atraviese la primera región siempre paralelamente a las placas del condensador. Indicar la dirección y sentido de B0.
b) Explicar el origen de la trayectoria circular descrita por el ión en la segundaregión y obtener la relación q/m

Solución: (a) (b)

3) Campo magnético creado por corrientes eléctricas (I).

a) Calcular el campo magnético creado por una corriente eléctrica, I, que recorre un conductor rectilíneo de longitud L a una distancia d de su centro. Aplicar el resultado a un conductor rectilíneo de longitud infinita.
b) Tres conductores rectilíneos de longitud infinita yparalelos entre sí transportan corrientes eléctricas I1, I2 y I3, respectivamente.
b.1) Calcular el valor del campo magnético resultante en el punto A, BA (véase la figura) así como su dirección y sentido.
b.2) Determinar los valores que deberían tomar I1, I2 y I3 en los casos en los que BA=0 o bien que BA sea paralelo al plano de los hilos.

Solución: (a) (b.1) (b.2) En el primer caso,I1=I3=I2, en el segundo caso basta que , I1=I3

4) Campo magnético creado por corrientes eléctricas (II). Una intensidad eléctrica I0 recorre la espira de la figura. Hállese el campo magnético resultante en el punto P (centro común a ambas arcos de semicircunferencia)

Solución: (a) Dirección perpendicular al plano de la hoja (saliente)


5) Se tiene una corriente eléctrica I1 que recorre unconductor rectilíneo de longitud infinita y otra corriente eléctrica I2 que circula por una espira rectangular de lados a y b. Se sitúa la espira paralelamente al conductor rectilíneo y con el lado menor a separado una distancia d. Calcular la fuerza existente entre la espira y el conductor rectilíneo

Solución: Fuerza perpendicular al conductor rectilíneo y atractiva

6) Un alambre recto demasa 10 g y 5 cm de longitud se suspende de dos resortes idénticos y de constantes elásticas k, de tal manera que formen un circuito eléctrico como el mostrado en la figura. Inicialmente, los resortes se alargan una distancia de 0.5 cm debido al peso del alambre. Dicho circuito eléctrico tiene una resistencia eléctrica total de 12 . Cuando posteriormente se aplica un campo magnético uniforme ydirigido hacia fuera de la página se observa que los resortes se alargan 0.3 cm más. ¿Cuál es el valor del campo magnético?

Solución: B=0.6 T

7) Un alambre doblado como se muestra en la figura transporta una corriente eléctrica I0. Dicho alambre se sitúa en el seno de un campo magnético uniforme, B0, perpendicular al plano donde descansa el alambre (plano de la hoja). Calcular la fuerza...