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un
Universidad Nacional de Colombia
Fundamentos de Electricidad y Magnetismo
Nombre:
Código:
G
Fecha:
19 -
NL
Mayo
-
2010
2do Examen Parcial /100 ptos
1. Dos alambres paralelos son portadores de corrientes opuestas de 100 A c/u. Calcule su
fuerza de repulsión si la longitud de los alambres es 2 m, separados una distancia de 3 mm.
d longitud del alambre
a distancia entre alambres.
F= 4/3(N)
F=  i i d /2 a = 4* (10^-7) (N/A²) (10^4)(A²)2(m)/2*3(10^-3)(m)
F= 4/3 (N).
2. Se tiene un solenoide de un centímetro de longitud con 100 espiras de radio 1 cm al cual se le
aplica una corriente de un amperio:
a)
Calcular la intensidad del campo magnético en el interior de la bobina
N num. espiras, l= longitud.
B=  I N/ l =4* (10^-7) (N/A²) 1(A)100/(10^-2)(m)
B= 4* (10^-3) T.
B= 4* (10^-3) T.
b) Si la resistencia del alambre es de 10 ohmios y su sección transversal es de 0,5 cm
cuadrados entonces cuál es su resistividad?
Longitud L= 2r*100(perímetro por num.vueltas.)
L= 2(10^-2)(m) *100=2( m)
R resistencia , A area transversal
Resistividad p= RA/L= 10(Ω)0.5(10^-4)(m²)/2( m)= 8(10^-5)(Ωm)
3. Cuáles son las unidades de resistencia por capacitancia? Explique
R= V/A
S segundo.
C= A s/V R*C= s s segundo.
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.
4. Calcule el potencial eléctrico en el centro de un cubo de 10 amstrongs de arista si en cada
vértice de la cara superior hay un electrón y en cada vértice de la cara inferior hay un
protón.
El potencial debido a los electrones es igual en magnitud a el debido por los protones, pero
de signo contrario, el potencial total es la suma del potencial debido a los electrones mas el
debido a los protones, es decir 0.
V=0
5. En el centro de un cubo de 10 cm de arista hay 10 protones. Calcule el flujo de campo
eléctrico por las caras laterales. (no la superior ni la inferior)
Flujo= 1.2 (10^-7)
Qin= 10*carga proton= 16(10^-19)(C)
Flujo esfera= Qin/ єo = Flujo cubo= 16(10^-19)(C)/8.9(10^-12)(F/m)= 1.8(10^-7)
Flujo por caras laterales= (4/6)* Flujo cubo=1.2 (10^-7)
por simetría.
6. Cuántos protones se necesitan para tener una corriente de un microamperio?
1 uC
1uA
1p
1.6(10^-19)(C) carga proton
X
(10^-6)(C)
625 (10^10) protones.
1uC
X= (10^-6)(C) / 1.6(10^-19)(C)= 625 (10^10)
7. Cuál es la energía en eV y la frecuencia de un fotón con una longitud de onda de:
f=c/ E= hf c= vel luz E energía h cte planck
F=( 3*10^8 m/s)/ (10^-10)= 3 10^18
E=19.86 10^-16
F= 3 10^18
E=(6.62 (10^-34)(Js)) f= 19.86 10^-16
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.
a) 4000 Amstrongs?
F=( 3*10^8 m/s)/ (4* 10^-7)= 75 10^13
E=496.5 10^-21
F=75 10^13
E=(6.62 (10^-34)(Js)) f= 496.5 10^-21
8. Tenemos un capacitor formado por 2 placas paralelas separadas en el vacio una distancia de
1 cm y conectadas a una pila de un voltio. Cuánto tiempo tomaría un electrón en viajar de una
placa a la otra?. (15 ptos)
m masa e, v velocidad con q llega a la placa, a aceleración, V voltaje, d distancia
Energía = 1 eV = (1/2)m v²
F= Eq= m a = (V/d)q
v= at ent t= v/a= raiz(2 eV/m)/ (Vq/dm)
t= 0.56 (10^-9) 1(v) 1.6 (10^-19)(C)/ (10^-2)(m) (9.1(10^-31)(Kg))^1.5= 0.0326(10^-20.5)s
t=0.0326(10^
-20.5)s
9. Cuando una partícula con carga q, masa m y se mueve con velocidad lineal v, es atrapada por
un campo magnético B comienza a girar. Calcule la frecuencia de giro. (15 ptos)
Fuerza magnetica= centripeta
F= (qv x B)/2mv
F= qv x B= m v²/R
R= m v²/( qv x B)
Frecuencia f= w/2 = v/2R = (qv x B)/2mv
Hhhhhh
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Fundamentos de Electricidad y Magnetismo
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19 -
Mayo
NL
-
2010
Hoja de trabajo
Constante de Boltzmann
kB = 1,4 10-23 J/K
Cte de Planck
h = 6,6 10-34 Js
Masa del electrón
me = 9,1 10-31 kg
Velocidad de la luz
c = 3,0 108 m/s
Masa del protón
mp = 1,7 10-27 kg
Amstrong
1Å= 1,0 10-10 m
Carga elemental (ele o pro)
e = 1,6 10-19 C
Permeabilidad mag
µo = 4π 10-7 N/A2
Electrón voltio
eV = 1,6 10-19 J
Permitividad eléctri
єo = 8,9 10-12 C2/Nm2
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