7/23/2019 Solucin de Examen de Electricidad.

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1.- En la figura se muestra un conductor recto y muy largo con una

distribucin lineal de carga

m

nC30 coincidente con el eje x y

una carga puntual nC2Q colocada en el punto con coordenadas(0,3,2) [cm]. Determine:

a) El vector campo elctrico en el punto A (0,3,0) [cm].

b) La fuerza elctrica que actuara sobre una carga nC3q1 colocada en A.

c) La diferencia de potencial ABV , donde B (0,1,2) [cm].d) El trabajo necesario para llevar una carga nC2q 2 del punto A al

punto B.

1. Resolucin:

a) AAQA EEE

m

kVz45y18E

m

kV18

03.0

10302109

r

2

4

1E;

m

kV45

02.0

102109

r

Q

4

1E

A

99

0

A2

99

2

0

AQ

b) ]N[10z45y18103F;EqF 39A1 Nz135y54F

c) ABABQAB VVV

]v[7.1583

5ln10302109

r

rln2

4

1V,0V 99

A

B

0

ABABQ

d) ][4.317)7.158(1029

2 nJVqW ABBA

2.- Si la densidad superficial de carga es

2

9

2 10800 m

C

en la

placa superior del capacitor C2, de placas planas (A2=0.16 [m2],

d2=0.885 [mm] y k=5), de la figura, obtenga:a) El valor de la capacitancia de C2.

b) El voltaje entre las terminales a y c, es decir, Vac.

c) La energa total almacenada en el arreglo.d) La susceptibilidad y la permitividad del material del capacitor C2.

DIVISIN DE CIENCIAS BSICASCOORDINACIN DE FSICA GENERAL Y QUMICA

DDEEPPAARRTTAAMMEENNTTOODDEEEELLEECCTTRRIICCIIDDAADDYYMMAAGGNNEETTIISSMMOOSSEEMMEESSTTRREE 22001122--22

PPRRIIMMEERREEXXAAMMEENNFFIINNAALL..

TTIIPPOO VV ..SSOOLLUUCCIINN..

INSTRUCCIONES:El tiempo mximo para la resolucin del examen es de 2.5horas.No se permite la consulta de documento alguno.Cada problema tiene un valor de 2.0 puntos.Resuelva 5 de los 6 problemas propuestos. Buena suerte.

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2. Resolucin:

a) ];nF[8d

AC];C[1028.1AQ 2

7

22

b) 32

22 V]V[16

C

QV ; adems ]V[32

C

QV;Q]nC[102QQ];nF[12CC

1

1113232

]V[483216VVV 12ac

c) ][4];[608.421 2 nFCdondeJVCU eqaceq

c)

2

212

022mN

C1025.44k 41k;1k 2222

3.- Para el circuito de la figura, obtenga:a) El valor de las corrientes elctricas, que

proporcionan las fems.

b) La diferencia de potencial o voltaje entre lospuntos c y e, es decir, Vce.

c) La potencia disipada en el resistor R1.

d) La potencia entregada por la fem

1 alcircuito.

3. Resolucin.

a). Aplicando leyes de Kirchhoff.

0III 321

13111 IRIr

1222211 I)rR(Ir

Resolviendo. I1=I2=952.38 [mA]; I3=1.9 [A]

b) ]V[09.28104090476.1104095238.02IrV 3222ce

c) ]W[1.369.110IRP 2231R1

d) ]W[14.189070.00476.1995238.0195238.020IrIP 2211111

4.- En la figura se muestra el corte transversal de un solenoide de radio r = 1[cm], longitud L=20 [cm] y850 [vueltas] por el cual circula una corriente de 3 [A],

adems de un conductor de longitud =0.2 [cm] colocado

en el extremo del solenoide. Determine:a) El vector campo magntico en el punto A (10,0) [cm],

producido nicamente por la corriente que fluye por el

solenoide.b) El vector campo magntico en el extremo del solenoide

debido a la corriente de 3 [A], exclusivamente.c) El vector fuerza magntica que acta sobre el conductor

de longitud de 0.2 [cm].

d) El flujo magntico a travs de la seccin transversal delsolenoide coincidente con el punto A.

4. Resolucin.

a) ]mT[i16i016.01020

3)850(104i

NiB

2

7

0A

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b) ][82

0 mTiiNi

BEXT

c) Nk102.3i108j102.05

10BiF 532EXT

d) ]Wb[105101416.31016BAAdB 643s

Ab

5.- La bobina cuadrada de 100 vueltas, que se muestra en la

figura, gira a 75 [rpm] en sentido contrario a las manecillasdel reloj. Determine:

a) La fuerza electromotriz inducida mxima en la bobina.b) La corriente mxima en la bobina, considerando la fem

inducida y la fem de 10[V] mostrada en la figura si la

resistencia de la bobina es de 1[].c) Calcule el par del motor.

d) La fuerza magntica sobre los lados ab y bc de la

bobina

5. Resolucin.

a) tsenNAB)t(dt

d

N ;

]V[9635.160

2755.005.01.0100mx

b) ]A[0365.81

9635.110

R

10i

B

mx

c) ]mN[009.20365.85.005.01.0100NABI

d) BNIF

N09.205.0105.00365.8100BsenNIF abab N05.001.00365.8100BsenNIF bcbc

6.- Para el circuito magntico de la figura, calcule:

a) La reluctancia del entrehierro.b) La reluctancia del ncleo.

c) El flujo magntico en el entrehierro.

d) La intensidad magntica H en el ncleo.6. Resolucin

a)

Wb

A10984.2

108104

103

A

6

47

3

e0

ee

b)

Wb

A10462.1

108104100

1031015

A100

6

47

32

N0

NN

c)

]Wb[45.11210462.110984.2

1500Ni

66

eN

eN

d) eeNN HHNi ; como T141.0108

1045.112

A

B

4

6

m

A10111.1

147.0

104

103141.01500

BNi

HNiH 3

7

3

N

0

e

N

eeN