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EM2011
Serie de Problemas 01
-Problemas Fundamentales-
G 12NL32 SEBASTIAN
Universidad Nacional de Colombia
Depto. de Física
Mayo 2011
Faraday
1. 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.
La fuerza electromotriz está dada por la
expresión
V
L
Dado que en este caso el flujo magnético está dado por:
Derivando con respecto al tiempo la anterior expresión:
De las anteriores ecuaciones, se deduce que:
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.
a) cuál es la carga en cada placa si a través de
ellas se conecta una batería de 12VDC?
b) estime el área para construir un capacitor de
1 Faradio.
La
capacitancia en un condensador de placas paralelas es
proporcional al área de las placas, e inversamente
proporcional a la distancia que las separa. De la siguiente
manera:
Dado que ε =
poseen :
, y reemplazando los valores que se
a) La carga en cada placa del capacitor es:
Si en ellas se conecta una batería de 12 V
b) En un capacitor cuyas placas estén separadas por el vacio a
una distancia de 1mm, y que el valor de la capacitancia sea un
faradio.
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?
La energía que puede almacenar un capacitor de 150µF a 200V
4. Si dicha energía se libera en 1 milisegundo cuál es la salida de
potencia equivalente?
La potencia equivalente de salida generada si se libera la anterior
energía en un milisegundo es:
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
Suponiendo una resistencia de 1KΩ:
La carga que pasa en el resistor de 1KΩ en una horaes:
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?
La carga total es:
b) a cuántos electrones equivaldría?
La anterior carga equivale a:
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?
Por ley de Ohm: V=RI
• b) Si la batería se debilita y su voltaje desciende a 1,2 V cuál es
la nueva corriente?
Si la batería se debilita y su voltaje desciende a 1,2V, la nueva
corriente es
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.
a) Estime la cantidad de carga transferida entre la nube y la
tierra.
La cantidad de carga transferida entre la nube y la tierra es
b) La potencia promedio entregada durante los 0,2 segundos.
La potencia promedio entregada durante los 0,2 segundos es
Circuitos
9. Dos resistores de 100 ohmios están conectados en paralelo y
en serie a una batería de 24 VDC.
a) Cuál es la corriente a través de cada resistor
La resistencia equivalente del circuito es 200Ω.
Por ley de Ohm:
b) Cuál es la resistencia equivalente en cada circuito?
La resistencia equivalente de este circuito es
a) Cuál es la corriente a través de cada resistor
La corriente a través de cada resistor es la misma porque están
sometidas al mismo Voltaje.
B) Cuál es la resistencia equivalente en cada circuito?
La resistencia equivalente de este circuito es
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:
a) El número de espiras de la bobina primaria.
La relacion entre el numero de espiras, y los voltajes primario y
secundario es:
El numero de espiras de la bobina primaria es
a) La potencia transformada
La potencia transformada es