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GUIA DE EJERCICIOS Nº 3
CAMPOS ELECTROMAGNETICOS
Profesor: Rubén Morales D.
CAMPOS MAGNETICOS:

1). a). Dibuje en forma cualitativa las líneas de campo magnético en torno al imán de la figura (a).
b). ¿En qué dirección es empujado el alambre con corriente en la figura (b)?
c). ¿Qué efecto produce el imán sobre la espira con corrienteen la posición mostrada en (c)?
2). Ordenes de magnitud de algunos campos magnéticos:
- En la superficie de una estrella de neutrones (valor teórico): 108 [T];
- Entre los polos de un electroimán usado en investigación: 100 [T];
- Cerca de una barra imantada: 10-2 [T];
- Cerca de la superficie terrestre: 10-4 [T];
- En la zona central de Chile:0,37 [Gauss].
Usted se puede hacer una idea de estas magnitudes, calculando el efecto de cada uno de estos campos sobre cargas en movimiento.
a) Suponga que acelera electrones a partir del reposo en un potencial de 12 KV y los dispara en forma perpendicular a cada uno de los campos indicados. ¿Cuál sería el radio de la órbita en cada caso?
b) Suponga que tiene un conductor recto quetransporta una corriente de 1 [A], orientado en forma perpendicular a cada uno de los campos ¿cuál es la fuerza magnética por cada metro de conductor?

3). La figura muestra un dispositivo usado por Dempster para medir masas de iones.
En la cámara se efectúa una descarga en un gas y se produce un ión de masa M y carga Q, cuya velocidad es prácticamente nula en la salida S. El ión seacelera mediante una diferencia de potencial V y se hace entrar a un campo magnético B. En este campo, el ión describe un semicírculo y va a chocar contra una placa fotográfica a una distancia x de la abertura de entrada, dejando ahí su marca.
Demuestre que la masa M del ión está dada por:


4). Una trayectoria de integración a la cual aplicamos la ley de Ampère,¿puede pasar a través de un conductor? [Vea el problema 15).].

5). El vector B, ¿es de magnitud constante para puntos que están en una cierta línea de inducción?

6). Se hace pasar una corriente por un tubo de cobre largo:
¿Hay campo magnético dentro del tubo? - ¿Hay campo magnético fuera del tubo?

7). La ecuación B = μ0i / (2πr) sugiere que existe un campo magnéticointenso entre puntos cercanos a un alambre largo que lleva corriente. Puesto que hay una corriente i y un campo magnético B, ¿por qué no hay una fuerza actuando sobre el alambre de acuerdo con F = iL x B?

8). En electrónica, los alambres que llevan corrientes iguales pero de sentido contrario, a menudo se tuercen uno con el otro para reducir sus efectos magnéticos en puntos alejados. ¿Por qué esasí?

9). Se hace pasar una corriente a través del resorte vertical de la figura,
de cuyo extremo inferior cuelga un peso o masa conductora.
Describa lo que puede ocurrir.

10). Un solenoide ideal es equivalente a una lámina cilíndrica, infinitamente larga, constituido por espiras adyacentes de alambre cuya sección transversal es cuadrada, por las cuales circula unacorriente i0. Bajo estas condiciones, el campo magnético B dentro del solenoide es paralelo y constante, siendo nulo en el exterior del solenoide. Aplicando la Ley de Ampère, muestre que
B = μ0ni0, siendo n el número de espiras por unidad de longitud.

11). La ecuación B = μ0ni0, ¿es válida para un solenoide de sección transversal cuadrada?





12). Un alambre de Cu desnudo Nº10 (de 0.00254 m, o sea, 0.10 plg. de diámetro), puede transportar una corriente de 50 [A] sin sobrecalentarse. Para esta corriente, ¿cuánto vale B en la superficie?

13). Un topógrafo usa una brújula a 6.10 [m] debajo de una línea de energía eléctrica por la cual pasa una corriente constante de 100 [A].
¿Se alterará sensiblemente la lectura de la brújula debido a esta corriente?...