Teoria Electromagnetica c Banco de Preguntas y Ejercicios

PREGUNTAS Y TEORIA ELECTROMAGNETICA EJERCICIOS PARALELO “C” UNIVERSIDAD ISRAEL

Recopilación de las diferentes preguntas y ejercicios resueltos, realizados por los estudiantes en las diferentes exposiciones en clase

Contenido PREGUNTAS Y EJERCICIOS – TEORIA ELECTROMAGNETICA.....................................2 1

ETAPA PARCIAL 01........................................................................................................2 1.1

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 1...........................2

1.1.1 PREGUNTAS............................................................................................................2 1.1.2 EJERCICIOS.............................................................................................................2 1.2

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 2...........................5

1.2.1 PREGUNTAS............................................................................................................5 1.2.2 EJERCICIOS.............................................................................................................7 1.3

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 3...........................9

1.3.1 PREGUNTAS............................................................................................................9 1.3.2 EJERCICIOS...........................................................................................................10 1.4

EN ESTE PARALELO EL GRUPO 4 NO SE REGISTRA EN CLASE....................11

1.5

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 5.........................11

1.5.1 PREGUNTAS..........................................................................................................11 1.5.2 EJERCICIOS...........................................................................................................11 1.6

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 6.........................11

1.6.1 PREGUNTAS..........................................................................................................11 1.6.2 EJERCICIOS...........................................................................................................11 1.7

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 7.........................11

1.7.1 PREGUNTAS..........................................................................................................11 1.7.2 EJERCICIOS...........................................................................................................12

1

PREGUNTAS Y EJERCICIOS – TEORIA ELECTROMAGNETICA 1 1.1 1.1.1

ETAPA PARCIAL 01

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 1 PREGUNTAS

1.1.1.1 PARA DOS VECTORES CUALESQUIERA A, B, DEMOSTRAR GRÁFICAMENTE QUE: -(A - B) = -A + B.

1.1.1.2 DEFINA QUE ES FUERZA ELECTROMOTRIZ. Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. 1.1.1.3 PLANTEE UN EJEMPLO DE DONDE SE PUEDE EMPLEAR EL GRADIENTE Y DONDE LA DIVERGENCIA. El gradiente se lo puede emplear para calcular la temperatura y la divergencia para estudiar una velocidad.

2

1.1.2

EJERCICIOS

1.1.2.1 SOBRE UN SÓLIDO PUNTUAL EN P ACTÚAN LAS TRES FUERZAS COPLANARIAS QUE SE APRECIAN EN EL GRÁFICO. HALLAR LA FUERZA QUE ES NECESARIA APLICAR EN P PARA MANTENER EN REPOSO AL SÓLIDO. Solución: Hallemos en primer lugar la resultante de las tres fuerzas, expresadas en sus componentes:

cuya resultante es: R = 323,205 i Por lo tanto, en P habrá que aplicar una fuerza opuesta, es decir: F = - 323,205 i

1.1.2.2 HALLAR MÓDULO Y DIRECCIÓN DE LA RESULTANTE DE DOS VELOCIDADES: V = 7 KM/H EN LA DIRECCIÓN 31º NE, Y W = 11 KM/H EN LA DIRECCIÓN 55º SE. Solución: Expresamos por i la velocidad de 1 km/h en la dirección E, y por j la velocidad de 1 km/h en la dirección N. Entonces dibujamos las velocidades V y W, tal como se aprecia en el gráfico adjunto:

A continuación, expresamos V y W en sus componentes: V = 7 sen 31º i + 7 cos 31º j W = 11 cos 55º i - 11 sen 55º j 3

En definitiva, los dos vectores son: V = 3,605 i + 6,000 j W = 6,309 i - 9,010 j y por tanto, su resultante es la suma: V + W = 9,914 i - 3,010 j

1.1.2.3 UNA FUENTE CON UNA FEM DE 24 V PRODUCE UNA CORRIENTE DE 10 A CON UNA TENSIÓN EN LOS BORNES DE 22 V. HALLA LA RESISTENCIA INTERNA Y LA CORRIENTE DE CORTO CIRCUITO. Solución La resistencia interna de la fuente se puede determinar en función de los datos del problema a partir de la expresión ε = UR + Ur = IR + Ir de donde

Conocida la resistencia interna de la corriente de cortocircuito se puede determinar a partir de la expresión I = ε / (R + r) evaluda para R = 0:

1.1.2.4 UN GENERADOR CONECTADO A UN CIRCUITO HA PRODUCIDO UNA ENERGÍA DE 5000 J. CALCULA LA FUERZA ELECTROMOTRIZ SI LA CARGA QUE HA CIRCULADO ES DE 250C. La energía eléctrica es equivalente a la carga que se traslada por la fuerza electromotriz que se induce en el circuito:

Ahora despejamos y sustituimos en la primera de las ecuaciones:

4

1.1.2.5 LA RESISTENCIA INTERNA DE UNA FUENTE ES DE 2 Ω. ¿A QUÉ ES IGUAL LA RESISTENCIA EXTERNA DEL CIRCUITO, SI LA TENSIÓN EN LOS BORNES ES DE 115 V Y LA FEM DE LA FUENTE DE 120 V? Solución En correspondencia con la ley de Ohm, la resistencia externa se puede calcular a partir de la expresión

Donde

Como UR, ε y r son datos, se puede calcular R sustituyendo en (2) en (1)

de donde

5

1.2 1.2.1

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 2 PREGUNTAS

1.2.1.1 INDIQUE LA FÓRMULA DE LA LEY DE COULOMB

1.2.1.2 EXISTEN TRES TIPOS DE CARGA ELÉCTRICA: POSITIVA, NEGATIVA Y NEUTRA Verdadero Falso Solo existen dos tipos de carga: positiva y negativa. Un objeto neutro tiene el mismo número de cargas positivas y negativas. 1.2.1.3 ¿CÓMO ESTÁ FORMADO UN CONDENSADOR? Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas separadas por un material dieléctrico o por el vacío. 1.2.1.4 INDIQUE LAS PROPIEDADES DE LA CARGA ELÉCTRICA Es dual: positiva o negativa. Cancelan sus efectos. Está cuantizada: existe una porción mínima, que es la carga del protón (o del electrón, si es negativa). 1.2.1.5 DEFINICIÓN DE CAPACITANCIA Es la propiedad de un elemento de circuito eléctrico que se opone al flujo de corriente y a cualquier cambio a través de él.

6

1.2.2

EJERCICIOS

1.2.2.1

1.2.2.2

7

1.2.2.3

8

1.3 1.3.1

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 3 PREGUNTAS

1.3.1.1 ¿QUÉ ES LA ELECTROSTÁTICA? Podríamos decir que es el área de la física que se encarga de estudiar fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo. 1.3.1.2 ¿QUÉ ES UN DIELÉCTRICO? Un dieléctrico es un material no conductor, como el caucho el vidrio o el papel encerado, cuando un material dieléctrico se inserta entre las placas de un capacitor aumenta la capacitancia. Si el dieléctrico llena por completo el espacio entre las placas, la capacitancia aumenta en un factor adimensional k. conocido como constante dieléctrica. La constante dieléctrica es una propiedad del material y varía de un material a otro. 1.3.1.3 ¿POR QUÉ LOS OBJETOS DIELÉCTRICOS SE MUEVEN HACIA LOS CAMPOS ELÉCTRICOS MÁS INTENSOS? En un condensador de plano-paralelo el campo no está confinado en el interior del condensador, sino que es intenso entre las placas y disminuye rápidamente fuera de las mismas. Si las placas están separadas una distancia pequeña en comparación con sus dimensiones, podemos considerar despreciable el campo fuera de las mismas. Sin embargo, este campo no homogéneo es el responsable de la atracción que experimenta un dieléctrico que se acerca a las proximidades de un condensador cargado. 1.3.1.4 ¿QUÉ ES UN CAPACITOR? El capacitor es un dispositivo eléctrico que permite almacenar energía en forma de campo eléctrico. Es decir, es un dispositivo que almacena cargas en reposo o estáticas. Consta en su forma más básica de dos placas de metal llamadas armaduras enfrentadas unas a otras, de forma que al conectarlas a una diferencia de potencial o voltaje una de ellas 1.3.1.5 ¿LAS ECUACIONES DE LAPLACE Y POISSON SON ÚTILES EN? La ecuaciones de Laplace y de Poisson es una aproximación útil para el cálculo del potencial eléctrico se consigue relacionando ese potencial con la densidad de carga a la que da lugar. El campo eléctrico se relaciona con la densidad de carga por la relación de divergencia.

9

1.3.2

EJERCICIOS

1.3.2.1

1.3.2.2

10

1.3.2.3

1.4

EN ESTE PARALELO EL GRUPO 4 NO SE REGISTRA EN CLASE

1.5

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 5

1.5.1

PREGUNTAS

EN ESPERA DE ESTA INFORMACIÓN POR PARTE DEL GRUPO 05 1.5.2

EJERCICIOS

EN ESPERA DE ESTA INFORMACIÓN POR PARTE DEL GRUPO 05 1.6 1.6.1

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 6 PREGUNTAS

EN ESPERA DE ESTA INFORMACIÓN POR PARTE DEL GRUPO 06 1.6.2

EJERCICIOS

EN ESPERA DE ESTA INFORMACIÓN POR PARTE DEL GRUPO 06 1.7 1.7.1

PREGUNTAS Y EJERCICIOS PROPUESTOS POR EL GRUPO 7 PREGUNTAS

1.7.1.1 ¿Explique que es la Magnetización? La magnetización suele producirse al aplicarse un campo magnético sobre un elemento.

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1.7.1.2 ¿Qué es el Magnetismo? Se denomina magnetismo al fenómeno de carácter físico que genera que ciertos elementos ejerzan atracciones o repulsiones sobre otros productos o superficies. 1.7.1.3 ¿Nombre tres formas de conseguir la imantación?   

Inducción Frotamiento Mediante Corriente Eléctrica

1.7.1.4 ¿Defina lo que es un Polo Magnético? Se conoce como polo magnético al conjunto de puntos del globo terráqueo que se halla ubicado en las zonas polares y que, debido al campo magnético de la Tierra, ejerce atracción sobre los elementos imantados. Las brújulas, por ejemplo, cuentan con agujas que, por la imantación, siempre señalan al polo sur magnético.

1.7.1.5 ¿Nombre cuatro materiales ferromagnéticos?    

1.7.2

Hierro Niquel Magnetita Cobalto

EJERCICIOS

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13