U N I V E R S I D A D J O S E C A R L O S M A R I A T E G U I E s c u e l a d e I n g e n i e r a M e c n i c a & E l c t r i c a

PRACTICA N2 FUERZAS MAGNTICAS EN CONDUCTORES MOMENTO DIPOLAR MAGNTICO Y EFECTO HALL

1. Un conductor rectilneo de longitud 88 cm est situado perpendicularmente a las lneas de un campo magntico homogneo. a) Calcula el valor del campo si sobre el conductor acta una

fuerza de 1,6 N al pasar una corriente de 23 A. b) Cmo hay que disponer el conductor para que la fuerza

disminuya a la mitad? Sol. a) 7910-2 T, b) Hay que girarlo hasta que forme un ngulo de 30 con el campo. 2. Un hilo conductor, situado en el eje X, de 50 cm de longitud transporta una corriente de 0,8 amperios, en el sentido positivo del eje. Determinar la fuerza a que est sometido si existe un campo magntico de valor : B=5i+8j+3k. F=-1,2J+3.2k 3. Un hilo conductor que transporta una corriente de 10 A en el sentido positivo OY est inserto en una regin donde adems existe un campo magntico B = 10-4 i (T).A) determina la fuerza sobre el conductor,. B)Determina tambin la fuerza (por unidad de longitud) que acta sobre el conductor. F/L=10-3N/m (-k) 4. Un alambre de 50 cm de longitud se encuentra a lo largo del eje OX y transporta una corriente de 0,5 A en la direccin positiva de dicho eje. Existe un campo B = 310-3 j +10-2 k (T). Encontrar las componentes de la fuerza que acta sobre el alambre. S: F = -2,510-3 j +7,510-4 k N

F=-0,15 N k

F=14,025N k 8. Una bobina plana de 0,03 m de radio consta de 30 espiras y se sita dentro de un campo magntico B =0,6 T. Calcular el momento bipolar magntico y el momento del par que acta sobre la bobina recorrida por una intensidad de 4 A, si el campo magntico forma con la normal al plano de la bobina un ngulo de 60. 9. Por un conductor de 0, 12 m de longitud orientado segn el eje de las Y circula una corriente de 3 A dirigida hacas las Y positivas. Si se coloca el conductor dentro de un campo magntico uniforme de 0,04 T dirigido segn el eje positivo de las Z, calcular: a) la fuerza que ejerce sobre el conductor; b) lo mismo, si el campo magntico toma la direccin y sentido positivo del eje de las X; e) la fuerza, cuando el campo es paralelo al plano XOY y forma con el eje X un ngulo de 30. 10. Por un conductor de 0,50 m de longitud situado en el eje de las Y pasa una corriente de 1 A en el sentido positivo del eje. Si el conductor est dentro de un campo magntico, B = 0,010 i + 0,030 k (T), calcular la fuerza que acta sobre el conductor. 11. En el contorno de un tringulo rectngulo issceles se dispone un hilo conductor de cobre recorrido por una corriente I. Se coloca dicho conductor en un campo magntico B normal al plano del conductor. Hacer el esquema de las fuerzas

electromagnticas que actan sobre los lados. En sentido horario F debe apuntar al centro del triangulo, y en antihorario, hacia fuera del mismo 12. Una espira rectangular de 12 x 18 cm de longitudes, est inserta en el interior de un campo magntico uniforme, tal y como se representa en la figura, de modo que el plano de la espira forma un ngulo de 20 con el plano XY. Por ella circula una corriente en sentido antihorario de 1 A. Si el campo magntico B = 0,5 j (SI), se pide:

A) Dibujar las fuerzas que actan sobre cada lado de la espira, as como el valor del flujo magntico en esa posicin.

B) Determinar el momento magntico de la espira y EXPLICAR en qu sentido rotar (si es que rota)

13. Un alambre rectilneo de 2.00 m y 150 g conduce una corriente en una regin donde el campo magntico terrestre es horizontal y con magnitud de 0.55 gauss. a) Cul es el valor mnimo que debe tener la corriente en el alambre, para que todo su peso est soportado por la fuerza magntica del campo de la Tierra, si sobre l no acta ms fuerza que la gravedad? Parece factible que un alambre as sea capaz de resistir este tamao de corriente? b) Muestre cmo tendra que orientarse el alambre en relacin con el campo magntico de la Tierra para que est soportado en esa forma. 13636,4A 14. Un electroimn produce un campo magntico de 0.550 T en una regin cilndrica con radio de 2.50 cm entre sus polos. Un alambre rectilneo que transporta una corriente de 10.8 A pasa por el centro de esta regin en forma perpendicular a los ejes de la regin cilndrica y el campo magntico. Cul es la magnitud de la fuerza ejercida sobre el alambre? (0.1485N) 15. Un alambre largo que conduce una corriente de 4.50 A forma dos dobleces a 90, como se muestra en la figura 27.49. La parte flexionada del alambre pasa a travs de un campo magntico uniforme de 0.240 T dirigido como se indica en la figura y confinado a una regin limitada del espacio. Calcule la magnitud y la direccin de la fuerza que el campo magntico ejerce sobre el alambre.

16.

F I S I C A I V L i c . C a r l o s E . J o o G a r c a

U=0,302Am2,T=0,131 Nm.

U=1121,76 mAcm2,T=280Ncm

U=2,85 Am2, qm=18,28 N/T (o Am) 25.

F=-27,9 N j 26.

27.

F=-160k N 28. Una espira de alambre cuadrada de 10 cm de lado yace en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se aplica un campo magntico paralelo al eje Z, B=0.3 x 10-4 T. calcula la fuerza (mdulo, direccin y sentido) sobre cada uno de los lados de la espira. (discontinuo-B variable)Una espira de alambre cuadrada de 10 cm de lado yace en el plano XY tal como se muestra en la figura. Se aplica un campo magntico paralelo al eje Z, que vara a lo largo del eje X de la forma B=0.1 x T (donde x se expresa en metros). a. Calcular el flujo del campo

magntico que atraviesa la espira. (opcional).

b. La fuerza (mdulo, direccin y sentido) sobre cada uno de los lados de la espira..

29.

T=3,24x10-3Nm 30.

.

F I S I C A I V L i c . C a r l o s E . J o o G a r c a

31.

. 32.

.

3,21kg

F I S I C A I V L i c . C a r l o s E . J o o G a r c a

45.

46.

.

48.

49.

50.

ADICIONALES

51

52

53

A nadie la falta fuerzas, lo que a muchsimos les falta es voluntad. VICTOR HUGO.

U N I V E R S I D A D J O S E C A R L O S M A R I A T E G U I E s c u e l a d e I n g e n i e r a M e c n i c a & E l c t r i c a

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