Electricidad

Autoevaluación

1.- Si polos del mismo nombre se repelen. ¿Por qué el polo norte de la brújula se orienta al norte geográfico?
R: No existe ninguna contradicción,  puesto que los polos magnéticos son independientes de los polos geográficos. Lo que sucede es que en el polo norte geográfico se sitúa el polo sur magnético y en el polo sur geográfico se sitúa el polo norte magnético.

2.- ¿De quéfactores depende el campo magnético en un solenoide?
R: Depende de la intensidad de corriente y de las características del solenoide,  tales como longitud y número de espiras. Si el solenoide posee un núcleo ferromagnético incrementará significativamente la intensidad del campo.

3.- ¿Cómo podemos conocer  la polaridad magnética de un solenoide sin que este interactúe con un imán?
R: Sabiendo elsentido de la corriente y la forma de arrollamiento, podemos aplicar la regla de la mano izquierda,  abrazando el solenoide de tal forma que los dedos doblados de la mano indiquen la dirección del flujo de la corriente;  entonces el pulgar apuntará al norte de la bobina.

4.- ¿Por qué razón el hierro se magnetiza fácilmente logrando una gran cantidad del campo, en cambio otros alcanzan bajos gradosde magnetización?
R: El hierro posee electrones cuyos campos magnéticos,  debido a la rotación,  no se anulan  por efecto de un campo magnético externo, de modo que los dominios magnéticos son forzados a orientarse de forma tal  que se genera un refuerzo del campo magnético. En el caso de otras sustancias, los campos magnéticos generados por los electrones,  comúnmente se  anulan entre sí.

5.- Alaproximar un imán de barra a una brújula, se observa que sus dos extremos  se repelen con el norte magnético de la brújula. ¿Como explicaría tal situación en función de las dos polaridades magnéticas?
R: Aun cuando en una barra,  la polaridad magnética generalmente se sitúa en los extremos, esto no es necesariamente así.  Que ambos extremos  de la barra presenten el mismo tipo de polo depende dela forma  como fueron magnetizados, pero lo que no puede suceder es que el otro polo no exista. Lo más probable, es que este  se sitúe al centro de la barra, lo que se puede constatar explorando con una brújula.

6.- Por un cable de cobre de área de sección transversal 1,309 mm2, de 2 metros de longitud circula una intensidad de corriente de 0,5 A. La resistividad del cobre es de  . Determinar laenergía disipada en el cable por efecto Joule en 1,5 minutos.
R: La resistencia del cable es  , siendo  : resistividad ,  , su longitud y sección respectivamente. Sustituyendo los valores numéricos se obtiene que la resistencia del cable es:

La potencia disipada en el cable es:
La energía disipada en 1,5 minutos (90 segundos) es :
.
Luego al cabo de 1,5 minutos se han disipado en forma de calor 0,59 J.





7.- Se dispone de 5 ampolletas de 25 Watt a 110 V. Determinar la potencia disipada por efecto Joule cuando:
a) Se conectan en serie a una fuente de  110 V
b) Se conectan en paralelo a una fuente de 110 V.
R: En primer lugar de determinará la resistencia de cada una de las ampolletas.
Cuando una ampolleta se conecta a 110 V la potencia disipada es de 25 W, la intensidad de corriente encada ampolleta es:
                                         (1)
Y su resistencia   es
                                         (2)
Sustituyendo (1) en (2)  se obtiene:

 
a)  Cuando las 5 ampolletas se conectan en serie la resistencia equivalente del conjunto es:
  luego: 
Y la potencia disipada por el conjunto es:

Luego la potencia disipada por la asociación de ampolletas en serie es de 5 W 
b) Cuando las ampolletas se conectan en paralelo su resistencia equivalente es :
 
Y la potencia disipada por el conjunto es:


8.- Un protón de alta energía se mueve perpendicularmente a un campo magnético, disipando gradualmente su energía cinética por choque con átomos, respecto de esta información como será su trayectoria?
R: Cuando una partícula cargada penetra perpendicularmente en el...