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 í a M e c á n i c a & E l é c t r i c a

PRACTICA N°2 – FUERZAS MAGNÉTICAS EN CONDUCTORES – MOMENTO DIPOLAR MAGNÉTICO Y EFECTO HALL

1. Un conductor rectilíneo de longitud 88 cm está situado perpendicularmente a las líneas de un campo magnético homogéneo. a) Calcula el valor del campo si sobre el conductor actúa una

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

disminuya a la mitad? Sol. a) 79·10-2 T, b) Hay que girarlo hasta que forme un ángulo de 30º 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 está sometido si existe un campo magnético 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 está inserto en una región donde además existe un campo magnético B = 10-4 i (T).A) determina la fuerza sobre el conductor,. B)Determina también la fuerza (por unidad de longitud) que actúa 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 dirección positiva de dicho eje. Existe un campo B = 3·10-3 j +10-2 k (T). Encontrar las componentes de la fuerza que actúa sobre el alambre. S: F = -2,5·10-3 j +7,5·10-4 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 sitúa dentro de un campo magnético B =0,6 T. Calcular el momento bipolar magnético y el momento del par que actúa sobre la bobina recorrida por una intensidad de 4 A, si el campo magnético forma con la normal al plano de la bobina un ángulo de 60º. 9. Por un conductor de 0, 12 m de longitud orientado según el eje de las Y circula una corriente de 3 A dirigida hacías las Y positivas. Si se coloca el conductor dentro de un campo magnético uniforme de 0,04 T dirigido según el eje positivo de las Z, calcular: a) la fuerza que ejerce sobre el conductor; b) lo mismo, si el campo magnético toma la dirección 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 ángulo de 30º. 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 está dentro de un campo magnético, B = 0,010 i + 0,030 k (T), calcular la fuerza que actúa sobre el conductor. 11. En el contorno de un triángulo rectángulo isósceles se dispone un hilo conductor de cobre recorrido por una corriente I. Se coloca dicho conductor en un campo magnético B normal al plano del conductor. Hacer el esquema de las fuerzas

electromagnéticas que actúan 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, está inserta en el interior de un campo magnético uniforme, tal y como se representa en la figura, de modo que el plano de la espira forma un ángulo de 20º con el plano XY. Por ella circula una corriente en sentido antihorario de 1 A. Si el campo magnético B = 0,5 j (SI), se pide:

A) Dibujar las fuerzas que actúan sobre cada lado de la espira, así como el valor del flujo magnético en esa posición.

B) Determinar el momento magnético de la espira y EXPLICAR en qué sentido rotará (si es que rota)

13. Un alambre rectilíneo de 2.00 m y 150 g conduce una corriente en una región donde el campo magnético terrestre es horizontal y con magnitud de 0.55 gauss. a) ¿Cuál es el valor mínimo que debe tener la corriente en el alambre, para que todo su peso esté soportado por la fuerza magnética del campo de la Tierra, si sobre él no actúa más fuerza que la gravedad? ¿Parece factible que un alambre así sea capaz de resistir este tamaño de corriente? b) Muestre cómo tendría que orientarse el alambre en relación con el campo magnético de la Tierra para que esté soportado en esa forma. 13636,4A 14. Un electroimán produce un campo magnético de 0.550 T en una región cilíndrica con radio de 2.50 cm entre sus polos. Un alambre rectilíneo que transporta una corriente de 10.8 A pasa por el centro de esta región en forma perpendicular a los ejes de la región cilíndrica y el campo magnético. ¿Cuál 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 través de un campo magnético uniforme de 0.240 T dirigido como se indica en la figura y confinado a una región limitada del espacio. Calcule la magnitud y la dirección de la fuerza que el campo magnético 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 í 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 magnético paralelo al eje Z, B=0.3 x 10-4 T. calcula la fuerza (módulo, dirección 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 magnético paralelo al eje Z, que varía 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

magnético que atraviesa la espira. (opcional).

b. La fuerza (módulo, dirección 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 í 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 í a

45.

46.

.

48.

49.

50.

ADICIONALES

51

52

53

A nadie la falta fuerzas, lo que a muchísimos 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 í a M e c á n i c a & E l é c t r i c a