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Universidad Nacional de Colombia
un
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Fundamentos de Electricidad y Magnetismo
Nombre:Sebastián Díaz Hernández
Código: 200885
G 11
NL 10 sebastian
Código: 1000017
Fecha: - Sep
15 miércoles - 2010
CASA
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.
Sabemos que la carga de un proton = 1,6x10-19C
La distancia que separa el centro del cubo con sus arista es:
= 0.0086m
Teniendo esto, solo nos queda reemplazar en la ecuación de Coulomb del campo eléctrico.
E=
=
=
E =
b. Calcule el potencial eléctrico en el mismo punto
Con los datos del punto anterior sabemos que r = 0.0086m
V = E.d
V= (
) (0.0086m) =
V=
c. Cuántos electrones hay en un Coulomb ?
= 6,25x10-18
1C = 6,25x1018
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=E== -1200V/m
E = -1200V/m
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en los libros.
Puntos:
Pregunta relacionada con la Ley de Gauss
2
si un protón está situado en el centro de un cubo, calcule el flujo de campo eléctrico a través de una
de sus caras.
φE =
=
= 1,81x10-8Nm2/C
Como es en un sola cara se divide en 6
3,01x10-9Nm2/C
φE = 3,01x10-9Nm2/C
3
Puntos:
Pregunta relacionada con el Principio de Superposición
a. Hay 8 protones, uno en cada vértice de un cubo de 1cm, de arista. Calcule el campo
eléctrico en el centro del cubo.
Debido a que el campo eléctrico es una fuerza vectorial, al tener una carga en
posición opuesta en cada vértice del cubo, y esta tener igual carga. Los vectores de
cada campo eléctrico generado por cada protón se cancela con su opuesto.
E=0
E =0
b. Calcule el potencial en el centro del cubo
Del primer punto sabemos que el potencial de un protón es
.
Debido a que el potencial no es vectorial, el potencial total en el centro del cubo es igual a
la sumatoria de los potenciales de cada carga, es decir, es igual a 8 potenciales.
Vtotal = 8(
)=
V =
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:
Por la ley de la conservación de la energía tenemos que:
La velocidad inicial es 0, por lo tanto no tomamos la energía cinética inicial, y la energía
potencial final con respecto al infinito también es 0. Por lo tanto:
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en los libros.
Despejando la velocidad tenemos que:
Y finalmente reemplazamos con los datos que conocemos:
v(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= =
= 4A
I = 4A
b. Cuál es el campo magnético que se detecta a 50 cm de distancia de la varilla
B=
=
= 2.55 x10-6 Wb
B = 2.55 x10-6 Wb
c. Cuál es la resistividad, en Ω·m, de la varilla?
=
=
= 15 x 10-4 Ω.m
ρ =15 x 10-4 Ω.m
El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en los libros.