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unal
1
Universidad Nacional de
Colombia
Código: 1000017
Fundamentos de Electricidad y
Magnetismo
Fecha:
Nombre:
Código:285718
G9NL36
-
Sep 15 miércoles
-
2010
Primer Examen Parcial /12
puntos
Puntos:
Concepto de carga y cálculo de campo eléctrico
Se tiene un protón en el centro de un cubo de 1 cm de arista.
a. Calcule la intensidad del campo eléctrico, en N/C o V/m, en uno de sus vértices.
p+= 1,6x10-19C
r=RAIZ(0,75)
E= (K*Q)/r2 = (9.987x109N*m2/C2)(1,6x10-19C)/(7.396x10-5m2)
E =2.16x10-5N/C
b. Calcule el potencial eléctrico en el mismo punto
V=-(2.16x10-5N/C)(0,0086m)
V =1,85x10-7V
c. Cuántos electrones hay en un Coulomb ?
1/e-
1C = 6,5x1018 e
d. Calcule el campo eléctrico, en V/m, que hay entre dos placas metálicas separadas por un
dieléctrico de 1 cm de grosor y conectadas a una batería de 12 Voltios DC.
E = -v/r = -12 V / 0,01m
2
E = -1200 V/m
Puntos:
Pregunta relacionada con la Ley de Gauss
si un protón está situado en el centro de un cubo, calcule el flujo de campo eléctrico a través de una
de sus caras.
𝜑𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑞 𝑒𝑛𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑑𝑎 / 𝜀0 =
1,602𝑥10^−19 𝐶
8.85 𝑥 10^−12 𝐶2/𝑁𝑚^2
𝜑𝑐𝑎𝑟𝑎 = 𝜑𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙/6 = 3,011𝑥10−9 𝑁𝑚2/𝐶
φEcara==3,011x10
Φ
3,011x10-9-9Nm
Nm22/C
/C
3
Pregunta relacionada con el Principio de Superposición
Puntos:
a. Hay 6 protones, uno en el centro de cada cara un cubo de 1cm, de arista. Calcule el campo
eléctrico en el centro del cubo.
E =0
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.
Existe una simetría en cuanto a los campos eléctricos por tanto
las componentes de uno se anula con otro y por esto da cero
b. Calcule el potencial en el centro del cubo
𝑉 = 𝐾∑
𝑞𝑖 (9𝑥109 )(6)(1.602𝑥10−19 )
=
= 3,46032𝑥10−8
𝑟𝑖
0.5
3,46032𝑥10−8
4
Cuál es la velocidad en m/s de un electrón que se acelera en un campo eléctrico
producido por dos placas paralelas separadas 50 cm y con una diferencia de potencial
de 100 V
Puntos:
E=-V/d= -100/0,5=-200V/m
Fe=qE=1.6902x10^-19 * 200 V/m=3,02x10^-17= ma
a=3,02x10^-17/9, 1x10^-31=3,52x10^13
𝑣 2 = 2𝑎𝑦
𝑣 = √2𝑎𝑦 = √2 ∗ 3,52𝑥1013 ∗ 0.5
v(m/s) = 3,52x10^13
m/s
5 Marque la respuesta correcta, la Ley de Ampere relaciona:
a. Campo eléctrico y área
b. Corriente eléctrica y campo magnético
c. Campo magnético y campo eléctrico d. Campo magnético y área
Puntos:
Una varilla metálica de 1 metro de longitud, 5 cm2 de sección transversal y 3 ohmios,
sus extremos se conectan a los bornes de una batería de carro de 12 VDC
a. Cuál es la corriente, en A, que circula por ella?
Puntos:
6
I=V/R
= 12V/3Ω=4A
I =4A
b. Cuál es el campo magnético que se detecta a 50 cm de distancia de la varilla
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.
𝐵 = µ0𝐼/2𝜋𝑟 = ((4𝜋)𝑥 10−7 𝑊𝑏/𝐴 ∗ 𝑚)(4𝐴)/4 𝜋(0,05))
B = 2.55 x10-6 Wb
c. Cuál es la resistividad, en Ω·m, de la varilla?
𝛲 = 𝑅 ∗ 𝐴/𝐿 = 3Ω ∗ (0,0005𝑚2/1𝑚)
ρ = 1,5 x 10-3 Ω.m
Puntos
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Calificación / 5,0 0,4 0,8 1,3 1,7 2,1 2,5 2,9 3,3 3,8 4,2 4,6 5,0
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.