Universidad Nacional de Colombia Fundamentos de Electricidad y ...

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Fundamentos de Electricidad y Magnetismo. Fecha: 19 - Mayo - 2010. Nombre: Christian Daniel Martinez R. Código: 113943. 2do Examen Parcial /100 ptos. 1.
un

Universidad Nacional de Colombia Fundamentos de Electricidad y Magnetismo Nombre: Christian Daniel Martinez R

G10 NL15 Fecha:

Código: 113943

19 - Mayo - 2010

2do Examen Parcial /100 ptos

1. Dos alambres paralelos son portadores de corrientes opuestas de 100 A c/u. Calcule su fuerza de repulsión si la longitud de los alambres es 2 m, separados una distancia de 3 mm.

(

) (

)(

)

(

) 𝐹

𝑁

2. Se tiene un solenoide de un centímetro de longitud con 100 espiras de radio 1 cm al cual se le aplica una corriente de un amperio: a) Calcular la intensidad del campo magnético en el interior de la bobina ( ) )(

(

)(

)

𝐵

b)

𝑇

Si la resistencia del alambre es de 10 ohmios y su sección transversal es de 0,5 cm cuadrados entonces cuál es su resistividad?

(

)(

) 𝜌

𝟓 𝟎𝒙𝟏𝟎 𝟑 𝛀𝐦

El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.

3. Cuáles son las unidades de resistencia por capacitancia? Explique Definimos resistencia como: Definimos capacitancia como: Pero también definimos corriente como:

El producto RC queda en unidades de tiempo.

Entonces definimos:

RC =

X

=

x

=

4. Calcule el potencial eléctrico en el centro de un cubo de 10 amstrongs de arista si en cada vértice de la cara superior hay un electrón y en cada vértice de la cara inferior hay un protón. Distancia del vértice al centro del cubo: 1

√ (

)

1

8

1

8

1

8 1

8

8

1 1

5. En el centro de un cubo de 10 cm de arista hay 10 protones. Calcule el flujo de campo eléctrico por las caras laterales. (no la superior ni la inferior) 1 ( ) 8 1 8

Φ𝐸

𝑁𝑚 𝐶

8𝑥

6. Cuántos protones se necesitan para tener una corriente de un microamperio? 1 1

(

1

)

18

𝐴

El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.

𝑥

18

𝑝 𝑠

7. Cuál es la energía en eV y la frecuencia de un fotón con una longitud de onda de: a) 1 Amstrong?

1

𝟑 𝟎𝒙𝟏𝟎𝟏𝟖 𝒔

1 1

𝟏

, 18

1

8

1

1

(

1

)

1

𝟏 𝟏𝟗𝒙𝟏𝟎𝟒 𝒆𝑽

b) 4000 Amstrongs?

1

𝜈

1

1

𝑥

1

𝑠

, 1

1

1

1

(1

)

1

𝐸

8 𝑒𝑉

8. Tenemos un capacitor formado por 2 placas paralelas separadas en el vacio una distancia de 1 cm y conectadas a una pila de un voltio. Cuánto tiempo tomaría un electrón en viajar de una placa a la otra?. (15 ptos) El movimiento de la carga estará relacionada con la energía potencial proporcionada por la batería, que cambia a energía potencial: ( √



(

1

)(

) )

1 8

𝑡

El conocimiento es fuente de riqueza espiritual y material, búsquelo en la biblioteca.

𝑥

8

𝑠

9. Cuando una partícula con carga q, masa m y se mueve con velocidad lineal v, es atrapada por un campo magnético B comienza a girar. Calcule la frecuencia de giro. (15 ptos)

Una particula moviéndose con velocidad unifrome v en una trayectoria circular de radio r experimenta una aceleración que tiene una magnitud de:

El periodo T del movimiento es el intervalo de tiempo requerido por la particula para completar un ciclo de su movimiento.

El inverso del periodo es llamado frecuencia f del movimiento.

En analogía a la velocidad lineal, la velocidad angular instantánea el limite del radio , cuando t tienda a cero:

se define como

𝑓

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𝑞𝐵 𝜋𝑚

Universidad Nacional de Colombia Fundamentos de Electricidad y Magnetismo

un

Nombre:

Constante Boltzmann

G Fecha: 2010

Código: de kB = 1,4 10-23 J/K

Cte de Planck

NL 19 - Mayo -

Hoja de trabajo h = 6,6 10-34 Js

Masa del electrón

me = 9,1 10-31 kg

Velocidad de la c = 3,0 108 m/s luz

Masa del protón

mp = 1,7 10-27 kg

Amstrong

1Å= 1,0 10-10 m

Permeabilidad mag

µo = 4π 10-7 N/A2

Permitividad eléctri

єo = 8,9 C2/Nm2

Carga elemental (ele o e = 1,6 10-19 C pro) Electrón voltio

eV = 1,6 10-19 J

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