Download taller_parcia_2_serway_2011_10

1
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
A . EJERCICIOS SOBRE FLUJO ELECTRICO Y LEY DE GAUSS
2
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
3
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
4
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
Un campo eléctrico de 2 x 10^4 N/C, de magnitud y con dirección perpendicular a la superficie de
la tierra existe un día en el que amenaza una tormenta. Un auto que puede considerarse como un
rectángulo de 6 m x 3m viaja a lo largo de un camino que tiene una inclinación de 10º respecto del
suelo. Determine le flujo eléctrico total a través de la base inferior del auto. El carro es
perpendicular al fondo. El fondo está a 10º con respecto a la superficie o sea está a 10º con
respecto al campo :E ×A = (2x10 4N/ C)(18m2 )cos 10º = 355kN ×m2 /C
Una carga puntual Q igual a 5μC se localiza en el centro de un cubo de lado L= 0.1m. Otras seis
cargas puntuales, cada una con una carga q = -1μC, están colocadas simétricamente alrededor
B. EJERCICIOS DE CAPACITORES
5
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
6
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
7
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
Cuando cierto condensador de placas paralelas lleno de aire se carga con una batería, adquiere
una carga (en cada placa) de 150x10-6C. Mientras la batería permanece conectada, una plancha de
dieléctrico se introduce entre las placas llenando la región. Esto produce una acumulación de
carga adicional de 200x10-6C en cada placa. ¿Cuál es la constante dieléctrica de la plancha?
Tres capacitores -8F, 10F, y 14F, se conectan a las terminales de una batería de 12V. Cuanta
energía suministra la batería si los capacitores se conectan:
a) En serie
b) En paralelo
Un capacitor de placas paralelas con separación de placas d se carga hasta una diferencia de
potencial Vo. Una placa dieléctrica de espesor d y constante k se introduce entre las placas
mientras la batería permanece conectada a estas. a) Muestre la proporción entre la energía
almacenada después de que el dieléctrico se introduce y la energía almacenada en el capacitor
vacío es U/Uo=k. Brinde una explicación física para este aumento en la energía almacenada. b)
Que sucede con la carga en el capacitor.
El conductor interno de un cable coaxial tiene un radio de 0.8 mm y el radio interno del conductor
exterior es igual a 3mm, el espacio entre los conductores se llena de polietileno, el cual tiene una
constante dieléctrica de 2.3 y una resistencia dieléctrica de 18x106 V/m. ¿Cuál es la diferencia de
potencial máxima que este cable puede soportar? Rta/: 19033.28V
Se introduce un dieléctrico entre las placas de un condensador inicialmente cargado. Es correcto
afirmar que después de introducir el dieléctrico, el campo eléctrico:
a. Es mayor cerca a la placa cargada positivamente
b. Igual en todas partes
c. Mayor cerca a la placa cargada negativamente
8
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
Se inserta un dieléctrico entre las placas de un condensador completamente cargado que está
desconectado de su fuente de carga. El dieléctrico llena completamente el espacio entre las placas.
El nuevo campo eléctrico, comparado con el que había antes de introducir el dieléctrico es:
a. Mayor
b. Igual
c. Menor
Se inserta un dieléctrico entre las placas de un condensador completamente cargado, que está
conectado a una batería. El dieléctrico llena completamente el espacio entre las placas. El nuevo
campo eléctrico, comparado con el que había antes de introducir el dieléctrico es:
a. Mayor
b. Igual
c. Menor
Un condensador de placas paralelas se carga a una diferencia de potencial de 100 V y luego se
desconecta de la fuente de carga: Después se inserta un dieléctrico entre las placas del condensador.
Es correcto afirmar que cambia:
a. La capacidad del condensador y la carga de las placas
b. La diferencia de potencial y la carga en las placas del condensador.
c. La diferencia de potencial entre placas y la capacidad del condensador d. Ninguna de las
anteriores
C. EJERCICIOS DE CIRCUITOS
9
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
Calcule la potencia entregada a cada resistor en el circuito que se muestra en la figura siguiente
En el amperímetro mostrado en la figura se registra una lectura de 2.00 A. Determine las
corrientes I1, I2 y
Calcule la diferencia de potencial entre los puntos a y b en la figura e identifique cual punto esta al
potencial más alto.
10
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
Tres focos eléctricos de 60 W y 120 V se conectan a través de la misma fuente de potencia, como
se muestra en la figura 28.75 encuentre a) la potencia total disipada en los tres focos, y b) el
voltaje en cada uno, suponga que la resistencia de cada foco concuerda con la ley de Ohm (aun
cuando en la realidad la resistencia aumenta de manera notable con la corriente).
El conductor interno de un cable coaxial tiene un radio de 0.8 mm y el radio interno del conductor
exterior es igual a 3mm, el espacio entre los conductores se llena de polietileno, el cual tiene una
constante dieléctrica de 2.3 y una resistencia dieléctrica de 18x106 V/m. ¿Cuál es la diferencia de
potencial máxima que este cable puede soportar? Rta/: 19033.28V
En la figura todas las resistencias son iguales. La lectura del amperímetro es de 2 A y la del
voltímetro es 15V. El valor de R expresado en Ohmios es:
a)
b)
c)
d)
5/2
15/4
15/
5/3
Los bombillos tienen igual resistencia. Teniendo en cuenta que el brillo es directamente
proporcional a la potencia disipada, es correcto afirmar que el brillo de los bombillos B y C juntos
comparado con el brillo de A es
a)
b)
c)
d)
el doble
Igual
La mitad
La cuarta parte
11
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
En la figura siguiente, al cerrar el interruptor sucede que:
En la figura siguiente, al cerrar el interruptor sucede que:
Realizando una comparación entre los circuitos I y II, se puede decir que:
12
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
TALLER PARA EL PARCIAL 2
Una bobina calefactora de 500W diseñada para operar a 110V, esta hecha de alambre de nicromio
de 0,5mm de diámetro. Si la resistividad del nicromio es de 1,5x10-6 Ωm. ¿Cuál fue la longitud del
alambre utilizado?
En una instalación hidroeléctrica una turbina entrega 1500hp a un generador el cual a su vez
convierte el 80% de la energía mecánica en energía eléctrica. ¿Qué corriente entregará el
generador a una diferencia de potencial de 2000V?
La corriente en un resistor disminuye tres veces, cuando el voltaje aplicado a través del resistor se
reduce de 120V a 6 V. Encuentre el valor del resistor.