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EM2011 Serie de Problemas 01 -Problemas Fundamentales-. G 12NL17CAMILO Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011. Faraday.

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Em2011 serie de problemas 01 problemas fundamentales

EM2011Serie de Problemas 01-Problemas Fundamentales-

G 12NL17CAMILO

Universidad Nacional de Colombia

Depto de Física

Mayo 2011


Faraday
Faraday

  • Una barra conductora, de longitud L, se mueve, con velocidad V, hacia la derecha sobre un conductor con forma de U en un campo magnético uniforme que apunta hacia fuera de la página.

    Averiguar la fuerza electromotriz inducida en función de B, L y V.

    ε=-dφB/dt=-dBA/dt=-BdA/dt=-Bd(Lx)/dt=-BLdx/dt=-BLV


Capacitores
Capacitores

2. Calcule la capacitancia de un capacitor de placas paralelas que miden 20 cm x 30 cm y están separadas por una brecha de aire de 1 mm.

C=ε₀A/d=8,85*10^-12*0,2m*0,3m/0,001m= 5,3*10^-10F

  • cuál es la carga en cada placa si a través de ellas se conecta una batería de 12VDC?

    Q=CV= 5,3*10^-10F*12V=6,4*10^-9C

  • estime el área para construir un capacitor de 1 Faradio.

    A=Cd/ε₀=1F*0,001m/8,85*10^-12=1,1*10^8 m^2


Energ a almacenada en un capacitor de una unidad de flash en una c mara fotogr fica
Energía almacenada en un capacitor(de una unidad de flash en una cámara fotográfica)

3. Cuánta energía eléctrica puede almacenar un capacitor de 150 microfaradios a 200 V?

E=(1/2)C(V)^2=(1/2)*150*10^-6F*200V^2=3,0J

4. Si dicha energía se libera en 1 milisegundo cuál es la salida de potencia equivalente?

P= W/t=3J/1*10^-3s=3kW


Corriente es flujo de carga el ctrica
Corriente es Flujo de carga eléctrica

5. Cuál es la carga que circula cada hora por un resistor si la potencia aplicada es un kilovatio

P=I^2*R=(Q/t)^2*RQ=t(P/R)^1/2

Q=3600s((1kJ/s)/R)^1/2


Corriente el ctrica
Corriente eléctrica

6. Por un alambre circula una corriente estacionaria de 2.5 A durante 4 minutos.

a) Cuánta carga total pasa por su área transversal durante ese tiempo?

Q=I*t=2,5A*240s=600C

b) a cuántos electrones equivaldría?

600C/1,6*10^-19C=3,75*10^21 electrones


Ley de ohm
Ley de Ohm

7. El bombillo de una linterna consume 300 mA de una batería de 1,5 V.

  • a) Cuál es la resistencia de la bombilla?

    R=V/I=1,5V/,0300A=5Ω

  • b) Si la batería se debilita y su voltaje desciende a 1,2 V cuál es la nueva corriente?

    I=V/R=1,2V/5 Ω=0,24A


Corriente el ctrica en la naturaleza salvaje
Corriente eléctrica en la naturaleza salvaje

8. En un relámpago típico se puede transferir una energía de 10 Giga julios a través de una diferencia de potencial de 50 Mega Voltios durante un tiempo de 0,2 segundos.

  • Estime la cantidad de carga transferida entre la nube y la tierra.

    Q=U/V=10*10^9J/50*10^6V=200C

  • La potencia promedio entregada durante los 0,2 segundos.

    ω=10GJ/0,2s=50GW


Circuitos
Circuitos

9. Dos resistores de 100 ohmios están conectados en paralelo y en serie a una batería de 24 VDC.

  • Cuál es la corriente a través de cada resistor

    En serie: I=24V/100Ω=0,24A

    En paralelo: 0,24A/2=0,12A

  • Cuál es la resistencia equivalente en cada circuito?

    En serie: Req=R=200Ω

    En paralelo: Req=R/2=100Ω/2=50Ω


Transformadores
Transformadores

10. Un transformador para uso doméstico reduce el voltaje de 120 VAC a 9 VAC. La bobina secundaria tiene 30 espiras y extrae 300 mA. Calcule:

  • El número de espiras de la bobina primaria.

    V2/N2=0,3

    N1=V1/0,3=400 espiras

  • La potencia transformada

    S=V*I=9V*0,300A=2,7VA=2,7W


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