Electromag

a) Dos conductores rectilíneos e indefinidos paralelos, separados una distancia d, están recorridos por corrientes de intensidad l. Analice las características de las fuerzas que se ejercen entre sí los conductores en el caso en que los sentidos de las corrientes coincidan y en el caso en que sean opuestos.

b) Dos conductores rectilíneos, paralelos y verticales, distan entre si 20 cm. Por el primero de ellos circula una corriente de 10 A hacia arriba. Calcule la corriente que debe circular por el segundo conductor, colocado a la derecha del primero, para que el campo magnético total creado por ambas corrientes en un punto situado a 5 cm a la izquierda del segundo conductor se anule .

μ₀=4π 10 ^-7 N A ^-2

Para el apartado a) ver T-em-1

a) Razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: «La energía cinética de una partícula cargada que se mueve debido a la acción de un campo electrostático no puede ser constante, pero si se moviera en un campo magnético sí podría permanecer constante».

b) Una partícula alfa se acelera desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 5.10³ V y, a continuación, penetra en un campo magnético de 0,25 T perpendicular a su velocidad. Realice un esquema y calcule el radio de la trayectoria que describe la partícula tras penetrar en el campo magnético.

M_alfa = 6,7. 10^-27 kg ; q_{alfa =} 3,2.10^-19 C

Un protón se mueve en una órbita circular, de 1 cm de radio, perpendicular a un campo magnético uniforme de 5 .10 ^-3 T.

a) Dibuje la trayectoria seguida por el protón indicando el sentido de recorrido y la fuerza que el campo ejerce sobre el protón. Calcule la velocidad y el periodo del movimiento.

b) Si un electrón penetra en el campo anterior con velocidad de 4 .10⁶ m s ^-1 perpendicular a él, calcule el radio de la trayectoria e indique el sentido de giro.

m_p = 1,7 . 10 –²⁷ kg ; m _e = 9,1 . 10 ^-31 kg ; e = 1,6 . 10 ^-19 C

a) Un electrón, un protón y un átomo de hidrógeno penetran en una zona del espacio en la que existe un campo magnético uniforme perpendicular a la velocidad de las partículas. Dibuje la trayectoria que seguiría cada una de las partículas y compare las aceleraciones de las tres.

b) Dos pequeñas esferas cargadas están separadas una distancia de 5 cm. La carga de una de las esferas es cuatro veces la de la otra y entre ambas existe una fuerza de atracción de 0 , 15 N. Calcule la carga de cada esfera y el módulo del campo eléctrico en el punto medio del segmento que las une.

K;=9.10⁹ N m²C^-2

a) ¿En qué casos un campo magnético no ejerce fuerza sobre una partícula cargada? ¿Y sobre un conductor rectilíneo indefinido por el que circula una corriente eléctrica? Razone las respuestas.

b) Un protón penetra en un campo eléctrico uniforme E, de 200 N C^-l , con una velocidad v , de 10 ⁶ ms^{– l}, perpendicular al campo. Calcule el campo magnético, B, que habría que aplicar, superpuesto al eléctrico, para que a trayectoria del protón fuera rectilínea. Ayúdese de un esquema

(En la siguiente resolución , se supone que la partícula cargada está en movimiento, aunque si leemos bien el enunciado del problema, éste no lo presupone; así , deberíamos incluir también el caso de que la partícula está en reposo cuando decimos en qué casos la carga no sufre fuerza por parte del campo magnético.)

Una espira conductora de 40 cm² se sitúa en un plano perpendicular a un campo magnético uniforme de 0,3 T .

a) Calcule e flujo magnético a través de la espira y explique cuál sería el valor del flujo si se girara la espira un ángulo de 60⁰ en torno a un eje perpendicular al campo.

b) Si e tiempo invertido en ese giro es de 3•10^-2 s, ¿cuánto vale la fuerza electromotriz media inducida en la espira? Explique qué habría ocurrido si la espira se hubiese girado en sentido contrario.

Una espira de 10 cm de radio se coloca en un campo magnético uniforme de 0,4 T y se la hace girar con una frecuencia de 20 Hz. En el instante inicial el plano de la espira es perpendicular al campo.

a) Escriba la expresión del flujo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo y determine el valor máximo de la f.e.m. inducida.

b) Explique cómo cambiarían los valores máximos del flujo magnético y de la f.e.m. inducida si se duplicase el radio de la espira. ¿Y si se duplicara la frecuencia de giro?

a) Explique el efecto de un campo magnético sobre una partícula cargada en movimiento.
b) Explique con ayuda de un esquema la dirección y sentido de la fuerza que actúa sobre una partícula con carga positiva que se mueve paralelamente a una corriente eléctrica rectilínea ¿Y si se mueve perpendicularmente al conductor, alejándose de él?