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EM2011 Serie de Problemas 01 -Problemas Fundamentales-

EM2011 Serie de Problemas 01 -Problemas Fundamentales-. G 12NL17CAMILO Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011. Faraday.

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EM2011 Serie de Problemas 01 -Problemas Fundamentales-

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  1. EM2011Serie de Problemas 01-Problemas Fundamentales- G 12NL17CAMILO Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011

  2. Faraday • Una barra conductora, de longitud L, se mueve, con velocidad V, hacia la derecha sobre un conductor con forma de U en un campo magnético uniforme que apunta hacia fuera de la página. Averiguar la fuerza electromotriz inducida en función de B, L y V. ε=-dφB/dt=-dBA/dt=-BdA/dt=-Bd(Lx)/dt=-BLdx/dt=-BLV

  3. Capacitores 2. Calcule la capacitancia de un capacitor de placas paralelas que miden 20 cm x 30 cm y están separadas por una brecha de aire de 1 mm. C=ε₀A/d=8,85*10^-12*0,2m*0,3m/0,001m= 5,3*10^-10F • cuál es la carga en cada placa si a través de ellas se conecta una batería de 12VDC? Q=CV= 5,3*10^-10F*12V=6,4*10^-9C • estime el área para construir un capacitor de 1 Faradio. A=Cd/ε₀=1F*0,001m/8,85*10^-12=1,1*10^8 m^2

  4. Energía almacenada en un capacitor(de una unidad de flash en una cámara fotográfica) 3. Cuánta energía eléctrica puede almacenar un capacitor de 150 microfaradios a 200 V? E=(1/2)C(V)^2=(1/2)*150*10^-6F*200V^2=3,0J 4. Si dicha energía se libera en 1 milisegundo cuál es la salida de potencia equivalente? P= W/t=3J/1*10^-3s=3kW

  5. Corriente es Flujo de carga eléctrica 5. Cuál es la carga que circula cada hora por un resistor si la potencia aplicada es un kilovatio P=I^2*R=(Q/t)^2*RQ=t(P/R)^1/2 Q=3600s((1kJ/s)/R)^1/2

  6. Corriente eléctrica 6. Por un alambre circula una corriente estacionaria de 2.5 A durante 4 minutos. a) Cuánta carga total pasa por su área transversal durante ese tiempo? Q=I*t=2,5A*240s=600C b) a cuántos electrones equivaldría? 600C/1,6*10^-19C=3,75*10^21 electrones

  7. Ley de Ohm 7. El bombillo de una linterna consume 300 mA de una batería de 1,5 V. • a) Cuál es la resistencia de la bombilla? R=V/I=1,5V/,0300A=5Ω • b) Si la batería se debilita y su voltaje desciende a 1,2 V cuál es la nueva corriente? I=V/R=1,2V/5 Ω=0,24A

  8. Corriente eléctrica en la naturaleza salvaje 8. En un relámpago típico se puede transferir una energía de 10 Giga julios a través de una diferencia de potencial de 50 Mega Voltios durante un tiempo de 0,2 segundos. • Estime la cantidad de carga transferida entre la nube y la tierra. Q=U/V=10*10^9J/50*10^6V=200C • La potencia promedio entregada durante los 0,2 segundos. ω=10GJ/0,2s=50GW

  9. Circuitos 9. Dos resistores de 100 ohmios están conectados en paralelo y en serie a una batería de 24 VDC. • Cuál es la corriente a través de cada resistor En serie: I=24V/100Ω=0,24A En paralelo: 0,24A/2=0,12A • Cuál es la resistencia equivalente en cada circuito? En serie: Req=R=200Ω En paralelo: Req=R/2=100Ω/2=50Ω

  10. Transformadores 10. Un transformador para uso doméstico reduce el voltaje de 120 VAC a 9 VAC. La bobina secundaria tiene 30 espiras y extrae 300 mA. Calcule: • El número de espiras de la bobina primaria. V2/N2=0,3 N1=V1/0,3=400 espiras • La potencia transformada S=V*I=9V*0,300A=2,7VA=2,7W

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