Fisica3

Problemas de Campo magnético

1) Tenemos dos hilos conductores rectos, paralelos y largos que transportan corrientes de 18 A y 22 A en
sentidos opuestos. Siendo la distancia entre ellos de 125 cm, calcular la intensidad del campo magnético en
el punto medio de un segmento que los una perpendicularmente.
Dato: Permeabilidad del vacío µ0 = 4×10–7 T·m/A
Solución: 1,28× 10–5 T.

2) Tenemos un hilo largo y recto que lleva una corriente de 63 A. A una distancia de 105 cm, y paralela al
hilo, se mueve una partícula de 25 C de carga a 2400 m/s. Determinar: a) Campo creado por el hilo en el
lugar donde se halla la partícula. b) Fuerza sobre la partícula.
Solución: a) 1,2×10–5 T; b) 7,2×10–7 N.

3) Sea un solenoide de 290 espiras circulares y una longitud de 20 cm por el que circula una corriente de
41 A. Si el radio es mucho menor que la longitud, hallar la intensidad del campo magnético que se origina
en el centro del solenoide.
Solución: 0,0747 T.

4) Un hilo recto horizontal de 90 cm de longitud transporta una corriente de 20 A. Perpendicular al mismo
existe un campo magnético de 2,8 T que origina sobre el hilo una fuerza vertical hacia arriba. Calcular:
a) Fuerza ejercida sobre el hilo debida al campo. b) Masa del hilo para que la fuerza del campo equilibre al
peso.
Dato: g = 9,8 m/s2
Solución: a) 50,4 N; b) 5,1 kg.

5) Por un hilo recto que está alineado con el eje OX circula una corriente de 9 A en el sentido positivo del
eje. Determinar el vector campo magnético en el punto (15; –85; 0) si las coordenadas están dadas en
centímetros.
Solución: – 2,12×10–6 k T.

6) Un hilo largo y rectilíneo transporta una corriente de 41 A. Calcular la intensidad del campo magnético
creado a 135 cm del mismo.
Solución: 6,07× 10–6 T.

7) Tenemos un arrollamiento de 10 espiras circulares de 80 cm de radio por las que circula una corriente
de 65 A. Determinar la intensidad del campo magnético en el centro del arrollamiento.
Solución: 5,11× 10–4 T.~


8) Dos hilos conductores rectos, paralelos y largos llevan corrientes de 45 A y 48 A en el mismo sentido.
Si la distancia entre ellos es de 20 cm, hallar la fuerza por unidad de longitud con la que se atraen.
Solución: 2,16× 10–3 N/m.

9) Calcular la distancia a la que debemos situarnos de un hilo conductor muy largo, por el que circula una
corriente de 48 A, para que el campo magnético creado sea de 1,07×10–5 T.
Dato: Permeabilidad del vacío 0 = 4×10–7 T·m/A
Solución: 90 cm.

10) Determinar la intensidad de la corriente que debe circular por un hilo conductor largo de manera que
el campo magnético generado a 45 cm del mismo valga 9,33×10–6 T.
Datos: Permeabilidad del vacío µ0 = 4×10–7 T·m/A
Solución: 21 A.

11) Una partícula alfa gira en una trayectoria circular de 0,0199 m de radio que es perpendicular a un
campo magnético de 6,9 T. Calcular: a) Velocidad. b) Aceleración centrípeta.
Datos: Masa = 6,65×10–27 kg; Carga = 3,2×10–19 C.
Solución: a) 6,6×106 m/s; b) 2,19×1015 m/s2.

12) Un electrón se somete a una diferencia de potencial de 196 V. Luego entra en una región donde existe
un campo magnético de 4,6 T de intensidad perpendicular al vector velocidad. Averiguar: a) Velocidad.
b) Radio de la trayectoria. c) Fuerza centrípeta.
Solución: a) 8,3×106 m/s; b) 1,03×10–5 m; c) 6,11×10–12 N.

13) Una partícula de 6,5×10–14 kg de masa viaja a 2,4×105 m/s en una dirección que forma un ángulo de
75° con un campo magnético de 5,5 T de intensidad. Si la carga de la partícula es de 50 µC, hallar:
a) Módulo de la fuerza. b) Aceleración.
Solución: a) 63,8 N; b) 9,81×1014 m/s2.

14) Una partícula alfa se mueve a 6,4×106 m/s y entra en una región donde existe un campo magnético de
4,1 T de intensidad que es perpendicular a la velocidad. Calcular: a) Radio de la órbita. b) Frecuencia de
giro.
Solución: a) 0,0324 m; b) 3,14×107 Hz.


15) Un positrón tiene una velocidad de 2,7×106 m/s. Se mueve en una órbita circular de 2,37×10–6 m de
radio perpendicularmente a un campo magnético. Determinar: a) Intensidad del campo magnético.
b) Periodo de giro.
Solución: a) 6,5 T; b) 5,5×10–12 s.

16) Tenemos una partícula de 8,0×10–9 kg de masa moviéndose a 66000 m/s perpendicularmente a un
campo magnético de 1,8 T. Sabiendo que la aceleración centrípeta es de 1,41×109 m/s2, hallar: a) La carga.
b) Radio de la trayectoria.
Solución: a) 95 µC; b) 3,09 m.

17) Un electrón gira en una trayectoria circular de 5,69×10–6 m de radio que es perpendicular a un campo
magnético de 4,2 T. Calcular: a) Velocidad. b) Aceleración centrípeta.
Solución: a) 4,2×106 m/s; b) 3,1×1018 m/s2.

18) Calcular el número de espiras de un solenoide que debemos arrollar a un nucleo de hierro de 63 cm de
longitud y 4 cm2 de sección para que la autoinducción sea de 1,19 mH si la permeabilidad relativa es de
595.
Solución: 50 espiras.

19) La autoinducción de una bobina es de 575 mH. La intensidad de la corriente que circula por ella varía
según la función I = 55·cos(140·t) donde el tiempo viene en segundos y la corriente en amperios.
Determinar la función de la fuerza electromotriz inducida.
Solución: fem = 4427,5·sen(140·t) V.

20) Una bobina de 75 espiras de 48 cm2 de sección se halla inmersa en un campo magnético de forma que
el flujo sea máximo. El campo reduce su intensidad desde 23,9 T a 8,3 T en un tiempo de 3,4 segundos.
Calcular la fuerza electromotriz inducida en la bobina.
Solución: 1,65 V.

21) Tenemos una bobina de 35 espiras con una sección de 70 cm2 que se encuentra dentro de un campo
magnético de manera que el flujo sea máximo. El campo varía en el tiempo según la expresión
B = 5,6 – 0,84·t donde el tiempo está dado en segundos y el campo en teslas. Determinar la fuerza
electromotriz que se induce en la bobina.
Solución: 0,206 V.

22) Un solenoide tiene 80 espiras de 48 cm2 de sección arrolladas a un nucleo de hierro de 31 cm de
longitud. Si la permeabilidad relativa es de 320, hallar la autoinducción del solenoide.
Solución: 39,8 mH.


23) En una una bobina de 170 espiras la autoinducción es de 822 mH. Calcular el flujo magnético que la
atraviesa cuando circula por ella una corriente de 12,5 A.
Solución: 0,0604 Wb.

24) Una bobina de 30 espiras almacena una energía de 6,3 J cuando circula por ella una corriente de
32,8 A. Determinar el flujo magnético que la atraviesa y su coeficiente de autoinducción.
Solución: 0,0128 Wb; 11,7 mH.

25) Hallar el coeficiente de autoinducción de una bobina sabiendo que cuando la corriente que circula por
ella aumenta a razón de 55 A/s, la fuerza electromotriz inducida es de –45 V.
Solución: 818 mH.

26) Un hilo conductor de 122 cm de longitud se mueve con una velocidad de 26,5 m/s dentro de un campo
magnético uniforme de 0,4 T. El vector velocidad es perpendicular al campo y al conductor. Calcular la
fuerza electromotriz inducida.
Solución: 12,9 V.

27) Un generador de corriente alterna suministra una corriente de 65,5 A con una tensión de 1480 V al
arrollamiento primario de un transformador. Determinar la tensión a la salida si su intensidad es de 13,5 A.
Solución: 7180 V.

28) Tenemos un solenoide formado por 135 espiras de 58 cm2 de sección arrolladas a un nucleo de hierro
de 128 cm de longitud. La permeabilidad relativa es de 655. Si la corriente que circula por el solenoide
vale inicialmente 16,5 A y ésta se interrumpe en 0,23 s, hallar la autoinducción de la bobina y la fuerza
electromotriz inducida.
Solución: 0,068 H; 4,88 V.

29) Calcular el número de espiras de un solenoide que debemos arrollar a un nucleo de hierro de 37 cm de
longitud y 22 cm2 de sección para que la autoinducción sea de 75,1 mH si la permeabilidad relativa es de
595.
Solución: 130 espiras.

30) La autoinducción de una bobina es de 950 mH. La intensidad de la corriente que circula por ella varía
según la función I = 78·cos(192·t) donde el tiempo viene en segundos y la corriente en amperios.
Determinar la función de la fuerza electromotriz inducida.
Solución: fem = 14227,2·sen(192·t) V.

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