Fisica General Burbano

PROBLEMAS 545
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7. Calcular la FEM inducida en el circuito rectangular de la figura
cuando por la línea rectilínea e indefinida circula una corriente alterna
(variable con el tiempo) cuya intensidad viene dada en el SI por I = 10
sen 100 pt; siendo a = 5 cm, b = 10 cm y d = 5 cm.
Problema XXII-5.
8. Justificar la ley de Faraday para un hilo recto y conductor que se
mueve perpendicularmente a un campo magnético con una velocidad v.
9. El sistema del dibujo está «sumergido» en un campo magnético
uniforme, perpendicular al plano del papel y hacia el interior. ¿Qué sentido
tiene la corriente inducida al desplazar la varilla MN con la velocidad
indicada, sin perder contacto con sus guías? Si B = 5 T, la longitud
MN = 10 cm y la velocidad de desplazamiento, v = 1 m/s, ¿qué FEM inducida
se produce?
10. Suponiendo que en el sistema del problema anterior no hay
variaciones de la resistencia del circuito sobre el que se desplaza la varilla
y que la resistividad de MN es 2 × 10 – 6 W . m y su sección 0,1 mm 2 ,
calcular: 1) La intensidad de corriente. 2) La fuerza que actúa sobre
MN. 3) El trabajo realizado en el desplazamiento durante 0,2 s. 4) La
potencia mecánica para producir la velocidad.
Problema XXII-7.
Problema XXII-6.
Problema XXII-9 y 10.
11. El circuito de alambre de la figura está sumergido en un campo
magnético perpendicular al plano del dibujo y hacia fuera. Si su parte
móvil es de 20 cm de longitud, B = 1,8 T, la resistencia del alambre por
unidad de longitud es de 2 W /m, y el cable móvil comienza su movimiento
hacia la derecha en el extremo izquierdo del montaje con velocidad
constante de 1 m/s. Calcular: 1) El valor de la FEM inducida. 2) La
intensidad de corriente inducida 0,5 s después del comienzo del movimiento.
12. Una espira cuadrada de lado l y resistencia R, se mueve con
una velocidad v como indicamos en la figura; penetra en una región
en la que existe un campo magnético uniforme de inducción B perpendicular
al plano del papel y hacia dentro, y limitada a una distancia
d > l. Hágase una gráfica del flujo, la FEM inducida, y de la fuerza
externa que debe actuar sobre la espira, anulando la fuerza magnética,
cuando se encuentra la espira sumergida en B y para que se mantenga
a velocidad constante, en función de la posición de la espira,
antes de penetrar, cuando está penetrando, cuando se encuentra en,
y cuando sale del campo magnético.
13. Demostrar sin aplicar la ley de Faraday, que la FEM inducida
(FEM de movimiento) en un conductor de longitud l que se mueve con
velocidad v en el interior de un campo magnético de inducción B viene
dada por e = v . (B × l).
14. En la figura representamos un hilo conductor indefinido, que
transporta una intensidad de corriente de 100 A, perpendicular a otro hilo
conductor finito que se mueve a velocidad constante de 10 m/s en la misma
dirección que la intensidad de corriente en el conductor indefinido.
Calcular el valor de la FEM de movimiento inducida entre los extremos del
hilo conductor móvil.
15. Hacemos girar una varilla conductora de 1 m de longitud con
velocidad angular constante de 6 rad/s alrededor de su extremo en el interior
de un campo magnético uniforme de 5 T, perpendicular al plano
en que se encuentra la varilla y en el sentido indicado en la figura. Determinar
la «FEM de movimiento» inducida entre los dos extremos de la
varilla.
Problema XXII-11.
Problema XXII-12.
16. Un disco circular, conductor, de radio 1 m, gira con velocidad
angular constante de 20 rad/s en su campo magnético de 2 T como se
indica en la figura. ¿Qué voltaje marca el voltímetro?
17. Un dispositivo utilizado en la medida de la inducción magnética
es el llamado MAGNETÓMETRO DE BOBINA EXPLORADORA, consiste en una
bobina plana de N espiras y sección transversal A, instaladas en el extremo
de una varilla de madera, y cuyos bornes se conectan a un galvanómetro
balístico que nos mide la carga eléctrica total Q que pasa a su
través (ver Fig.). Conocemos también la resistencia total del circuito R
(bobina, bornes y galvanómetro). La bobina exploradora se introduce
en el interior del campo magnético que queremos medir, alineándola de
tal forma que el flujo que la atraviesa sea el máximo; se retira la bobina
del campo magnético y se lee la carga Q en el galvanómetro. Calcular
una expresión que nos dé el valor de la inducción magnética B en función
de N, A, R y Q.
Problema XXII-14.
Problema XXII-15.