Docente: Ángel Arrieta Jiménez CUARTO TALLER DE REPASO πλ

Docente: Ángel Arrieta Jiménez
CUARTO TALLER DE REPASO
EJERCICIOS DE MAGNETOSTÁTICA
1. Dos largos conductores paralelos conducen corriente en la dirección, como se muestra en
la figura. El conductor A conduce una corriente de 150A y se mantiene firme en su
posición. El conductor B conduce una corriente IB y se deja que deslice libremente hacia
arriba y hacia abajo (paralelo a A), entre un conjunto de quías no conductoras. Si la masa
por unidad de longitud del conductor B es 0.10g/cm, ¿qué valor de la corriente I B se
produciría en el equilibrio cuando la distancia entre los dos conductores es de 2.5cm?
Respuesta: I B 
2 gd
 81.7 A
0 I A
2. El alambre 1 en la figura se orienta a lo largo del eje Y y conduce una corriente estable I 1.
Un circuito rectangular localizado a la derecha del alambre conduce una corriente I 2.
Determine la fuerza magnética ejercida sobre el alambre horizontal (alambre 2) del circuito
rectangular. Respuesta: F2 
0 I1I 2  b  ˆ
ln 1   j
2
 a
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3. Un conductor suspendido por dos alambres flexibles, como se muestra en la figura tiene
una masa por unidad de longitud de 0.04kg/m. ¿Qué corriente debe existir en el conductor
para que la tensión en los alambres de soporte sea cero cuando el campo magnético en
3.6T hacia el interior de la pagina? ¿Cuál es la dirección requerida por la corriente?
Respuesta: I 
g
B
 0.1A I=0.1A
4. El circuito en la figura se compone de alambres en la parte superior y en la inferior y de
resortes metálicos idénticos en los lados izquierdo y derecho. El alambre en el fondo tiene
una masa de 10g y mide 5cm de longitud. Los resortes se alargan 0.5cm bajo el peso del
almbre y el circuito tiene una resitencia total de 12Ω. Cuando se activa un campo
magnetico, que apunta hacia afuera de la pagina, los resortes se alargan 0.3cm adicionales.
¿Cuál es la intensidad del campo magnetico? ( La parte superior del circuito está fija).
Respuesta: B 
mg  x2 x1 
 0.588T
IL
5. Una barra de 0.72kg de masa y 6cm de radio descansa sobre dos rieles paralelos separados
por una distancia d=12cm y de longitud L=45cm. La barra conduce una corriente I=48A
en la dirección indicada y rueda a lo largo de los rieles sin fricción. Si la barra parte del
reposo, ¿cuál es su velocidad cuando deja los rieles si hay un campo magnético uniforme
de 0.24T en dirección perpendicular a la barra y los rieles?
Respuesta: v 
2 IBd
 L  2R   1.13m / s
m
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6. Dos conductores paralelos conducen corriente en direccione opuestas, como se muestra en
la figura. Un conductor conduce una corriente de 10A. El punto A está en el punto medio
entre los alambres y el punto C se encuentra a una distancia d/2 a la derecha de la corriente
de 10A. Si d=10cm e I, se ajusta de manera que el campo magnético en C sea cero,
encuentre:
a. El valor de la corriente I. Respuesta: I=30A
b. El valor del campo magnético en el punto A. Respuesta: 1.6×10-4T
7. Una barra metálica con una masa por unidad de longitud 0.01kg/m conduce una corriente
I=5A. La barra cuelga de dos alambres verticales en un campo magnético vertical uniforme
como se muestra en la figura. Si los alambres forman un ángulo θ=45 0 con la vertical
cuando están en equilibrio, determine la intensidad del campo magnético.
Respuesta: B 
 g tan 
I
 0.0196T
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8. Dos largos alambres paralelos, cada uno con una masa por unidad de longitud de 40 g/m, se
soportan en un plano horizontal por cuerdas de 6.0 cm de largo, como se muestra en la
figura. Cada alambre conduce la misma corriente I, lo que ocasiona que se repelen entre sí
de tal modo que el ángulo entre las cuerdas de soporte es 160.
a. ¿Las corrientes están en direcciones iguales u opuestas?
b. Determine la magnitud de cada corriente. Respuesta: I  4 gLsen tan   67.83 A
0
9. Un rectángulo de lados a = 0.8m y b = 0.3m conduce una corriente I=10A como se
muestra en la figura.
a. Calcule la magnitud y dirección del campo magnético en el centro del rectángulo.
Respuesta: B  3.334 10 5T( kˆ)
b. Si este conductor se forma como una sola vuelta circular y conduce la misma corriente,
¿cuál es el valor del campo magnético en el centro del círculo?
Respuesta: B  2.82 10 5 T( kˆ)
10. El segmento circular de radio R, conduce una corriente I como se muestra en la figura.
Determine la magnitud y dirección del campo magnético en el punto P.
Respuesta: B 
0 I
4R
 kˆ 
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El segmento circular de radio R, conduce una corriente I como se muestra en la figura.
Determine la magnitud y dirección del campo magnético en el punto P.
Respuesta: B 
0 I
8R
 kˆ 
11. Dos bobinas circulares de radio R están cada una perpendicular a un eje común. Los
centros de las bobinas están separados una distancia 2R y una corriente estable I fluye en la
misma dirección alrededor de cada bobina como se muestra en la figura.
a. Determine la magnitud del campo magnético sobre el eje de las bobinas y a una
distancia x del centro de una de las bobinas.

 IR 2 
Respuesta: B  0

2
1
2
2
  R  x 
3/ 2

ˆ

3/
2
i
2
2
2
R

x

x




1

b. Determine el campo magnético en un punto a la mitad entre las bobinas y sobre el eje
de las mismas. Respuesta: B 
0 I ˆ
i
2 2R