Fundamentos Electricidad y Magnetismo

1. Fundamentos Electricidad y Magnetismo Edison Julian Argüello Rincón. 215358

2. Pregunta 1. • Un condensador conformado por dos planos conductores tiene un diferencial de potencial de 10 Volt. Los conductores están separados 0,5 m y el área de cada conductor es de 30 cm cuadrados. La anergia almacenada por el condensador es : • 1,2 * • 2,65 * • 2,1* • 3,2*

3. Solución 1. • Procedimiento. La densidad de energía para un capacitor esta dada por: , la cual corresponde a la energía(U) por unidad de volumen. Como , entonces E=20 Además el volumen a considerar es . Por tanto la energía almacenada es: • Fuente. Inspiración propia.

4. Pregunta 2. • Por una bobina de 10 cm de largo circula una corriente que genera en su interior un campo magnético de 1 T. El área transversal de la bobina es de 7 cm cuadrados. La energía almacenada en el interior de la bobina es: • 27,8 J • 20 J • 15 J • 24 J

5. Solución 2. • Procedimiento La densidad de energía (energía por unidad de volumen) para un inductor esta dada por: El volumen que comprende la bobina es: Por tanto, la energía almacenada en la bobina es: • Fuente Inspiración propia.

6. Pregunta 3. • Se tiene un circuito eléctrico que tiene la siguiente configuración. • 2,5 • 4 • 3,27 • 2,29 Si la resistencias 1,2,3,4 tienen un valor de 2, 4 , 3, 5 Ohmios respectivamente, hallar la resistencia equivalente del sistema:

7. Solución 3. • Procedimiento. Para resistencias en serie la resistencia equivalente es la suma de resistencias Para resistencias en paralelo la resistencia equivalente es: Así que la resistencia equivalente del sistema es: 3,27Ω. • Fuente. Inspiración Propia.

8. Pregunta 4. • Cual seria el diferencial de potencia inducido en una espira circular de radio 2 cm, por la que pasa un campo magnético que ha variado desde cero a 10 T en tan solo 5 segundos. • 3* • 2,5* • 1,2* • 3,6*

9. Solución 4. • El área de la superficie acotada por la espira estaría dada por Además, usando la ley de Faraday para hallar la magnitud de la Fem inducida tenemos: Esta Fem corresponde a la diferencia de Potencial buscada. Fuente. Inspiración Propia.

10. Pregunta 5. • El campo magnético al interior de un alambre de radio R, en donde la densidad de corriente esta dada por es: • 2 b) c)r/2 d)Ninguna de las anteriores.

11. Solución 5. • La corriente al interior de la sección transversal del alambre se halla de la siguiente forma: Ahora usando la ley de Ampere para hallar el Campo Magnético. Fuente. Inspiración Propia.

12. Pregunta 6. • Como se podría definir una onda electromagnética. • Aquella que transporta materia orgánica y necesita de un medio acuoso para su transmisión. • Aquella forma de transmisión de energía, a través de la oscilación permanente de campos eléctricos y magnéticos. Dicha onda se puede propagar en el vacío. • Hace referencia a un tipo de onda longitudinal. • Son aquellas que se puede encontrar en los mares en forma de olas.

13. Solución 6. • Claramente, una onda electromagnética corresponde a una forma de propagación de la energía, en donde hay una interacción de campos eléctricos y magnéticos que varían en el tiempo. Dichas ondas tienen la propiedad de viajar en el espacio vacío, sin necesidad de un medio mecánico para su transmisión. Además es importante resaltar que estas ondas se mueven a la velocidad de la luz. • Fuente. Inspiración Propia.

14. Pregunta 7. • El fenómeno de electrización que presentan algunos materiales es debido a: • Perdida y ganancia de cargar eléctrica • Transferencia de carga entre los materiales en interacción. • Fuerzas supra-celestiales. • Transferencia de cargas positivas entre los materiales en interacción.

15. Solución 7. • La electrización de los materiales aislantes se da por la transferencia de electrones entre los materiales que interactúan, lo cual se conoce como “Transferencia de Carga”; en esencia la carga eléctrica se conserva y por consiguiente no se pierde ni se gana. Cuando existe transferencia de electrones, uno de los materiales adquiere carga negativa y el otro obtiene carga positiva, ya que se disminuye su carga negativa. • Fuente. Inspiración Propia.

16. Pregunta 8. • Según la Ley de Gauss es posible afirmar. • El flujo de campo eléctrico en una superficie cerrada es directamente proporcional a la carga encerrada por la superficie. • El flujo de campo eléctrico en una superficie cerrada es inversamente proporcional a la carga encerrada por la superficie. • El flujo eléctrico no tiene relación alguna con la carga encerrada por la superficie. • El flujo de campo magnético en una superficie cerrada nunca es cero.

17. Solución 8 • La ley de Gauss nos dice que el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada es directamente proporcional a la carga encerrada, como se evidencia en la siguiente expresión: Además la ley de Gauss para el Magnetismo, afirma que el flujo magnético a través de una superficie cerrada siempre es cero, ya que no existen los mono-polos magnéticos. Fuente Propia.

18. Pregunta 9. • La ley de Ampere es una herramienta útil para: • Hallar campos eléctricos de corrientes eléctricas en configuraciones no simétricas. • Hallar campos magnéticos generados pos corrientes eléctricas en configuraciones sistemáticas muy simétricas. • Encontrar la resistividad de algunos materiales en circuitos eléctricos. • Ninguna de las anteriores.

19. Solución 9. • La ley de Ampere constituye una ley fundamental en el momento de hallar campos magnéticos generados a partir de corrientes eléctricas como se evidencia en la siguiente relación: , donde B es el campo magnético. es la corriente que pasa a través de una superficie acotada por una curva cerrada. Cabe resaltar, que la ley de Ampere es muy útil en arreglos con alto grado de simetría. Fuente. Inspiración Propia.

20. Pregunta 10. • Los Rayos Gamma, en el espectro electromagnético son generados por: • Interacciones químicas entre los electrones de los átomos. • Des- excitación de núcleos atómicos, al pasar de estados energéticos altos a bajos. • Cambios bruscos de temperatura en el átomo. • Aun no se conocen sus orígenes.

21. Solución 10. • Los rayos Gamma surgen de la manipulación con núcleos atómicos. Siendo un poco mas precisos, esta manipulación esta basada en la des-excitación del núcleo en el átomo, de manera que poco a poco va disminuyendo su energía, que a la vez se va transformando en rayos Gamma. • Fuente. Inspiración Propia.