EJERCICIOS PROPUESTOS de CAPACITANCIA Corriente y Resistencia Campo Magnetico

EJERCICIOS PROPUESTOS DE CAPACITANCIA/CORRIENTE Y RESISTENCIA/CAMPO MAGNETICO1. Un capacitor de 6.0 µF está conectado en serie con un capacitor de 4.0 µF, estando aplicada una diferencia de potencial de 200 Va través del par. (a) Calcule la capacitancia equivalente. (b) ¿Cual es la carga en cada capacitor? (c) ¿Cual es la diferencia de potencial a través de cada capacitor? 2. Cuando el interruptor S se mueve hacia la derecha (Fig) las placas del capacitor C, adquieren una diferencia de potencial de V 0 ; C 2 y C 3 están descargados inicialmente. Ahora el interruptor se mueve hacia la izquierda. ¿Cuáles son las cargas finales q 1 , q 2 y q 3 de los capacitores correspondientes? 3. Un capacitor de placas paralelas tiene placas de área A y separación d y se carga a una diferencia de potencial V. Luego se desconecta la batería de carga y las placas se alejan hasta que su separación sea de 2d. Deduzca expresiones en términos de A, d y V para (a) la nueva diferencia de potencial, (b) la energía almacenada inicial y final, y (c) el trabajo necesario para separar las placas. 4. Un a1ambre de 4.0 m de largo y 6.0 mm de diámetro tiene una resistencia de 15 m. Se aplica una diferencia de potencial de 23 V entre sus extremos. (a) ¿Cual es la corriente en el alambre? (b) Calcule la densidad de corriente. (c) Calcule la resistividad del material del alambre. 5. Se desea hacer un conductor cilíndrico largo cuyo coeficiente de temperatura de la resistividad, a 20°C, este cerca de cero. Si tal conductor se hace ensamblando discos alternados de hierro y de carbono, halle la razón entre los espesores de un disco de carbono y los de un disco de hierro. (Para el carbono, p = 3500X10 -8 m y  = -0.50X10 - 3 (C -1 ) 6. Un calefactor de nicromio disipa 500 W cuando la diferencia de potencial aplicada es de 110 V y el alambre esta a una temperatura de 800°C. ¿Cuánta potencia se disiparía si la temperatura del alambre se mantuviese a 200°C por inmersión en un baño de aceite enfriante? La diferencia de potencial aplicada permanece la misma;  para el nicromio a 800°C es de 4.0 x 10" 4 /°C. 7. Se conocen 150 m. de alambre ρ(20°C)=1.72x10 −8 Ωm y α= 0.004 °C -1 a una diferencia de potencial de 12 V .Si la sección circular del alambre tiene un diámetro de 0.511mm. Calcule: a) La resistencia del alambre a 20°C b) La densidad de corriente en el conductor a 20°C c) La velocidad de arrastre de los electrones si n = 10 23 electrones libres/ cm 3 . d) La resistencia del alambre a 40 °C .e) La energía transformada en calor, cada segundo, en el alambre, a 40°C. 8. Se alimenta un calefactor de alambre de tungsteno ( l = 2 m, A = 0.2 mm2 α= 0.0045 ( o C) -1 y ρ(20 o C = 5.5X 10 -8 Ωm) con una fuente de 10V. Después de operar cierto tiempo, la temperatura de la resistencia de alambre es de 500 o C Calcular: a) La resistencia del calefactor a 20 o C b) La potencia del calefactor a 20 o C c) La resistencia del calefactor a 500 o C d) .¿Cuál debe ser el valor de la diferencia de potencial de la fuente, a 500 o C para tener la potencia del inciso (b)? e) Si se emplea nicromio (ρ(20 o C) = 10 -6 Ωm; α = 0.004 ( o C) -1 , l = 2 m, A = 0.2 mm 2 ) en lugar del tungsteno .¿Cuál será la temperatura del calefactor para tener la misma resistencia que el tungsteno a 500 o C) 9. Un positrón (electrón cargado positivamente) de 22.5 eV se proyecta dentro de un campo magnético unifonne B = 455 µT con su vector de velocidad formando un ángulo de 65.5° con B. Halle (a) el periodo, (b) el paso p y (c) el radio r de la trayectoria helicoidal. 10. Un conductor horizontal, en una línea de transmisión, porta una corriente de 5.12 kA de sur a norte. El campo magnético de la Tierra en la vecindad de la línea es 58.0 µT y está dirigido hacia el norte e inclinado hacia abajo a 70.0° con la horizontal. Halle la magnitud y dirección de la fuerza magnética sobre 100 m del conductor debido al campo de la Tierra. 11. Una espira de una sola vuelta, por la que fluye una corriente de 4.00 A, tiene la forma de un triangulo rectángulo, siendo sus lados de 50 cm, 120 cm y 130 cm. La espira esta dentro de un campo magnético uniforme de 75.0 mT de magnitud cuya dirección es paralela a la corriente en el lado de 130 cm de la espira. (a) Halle la fuerza magnética sobre cada uno de los tres lados de la espira. (b) Demuestre que la fuerza magnética total en la espira es cero. 12. Un electrón en el punto A de la figura tiene una rapidez v 0 de 1.41X10 6 m/s. Calcule a) la magnitud y la dirección del campo magnético que hará que el electrón siga la trayectoria semicircular entre A y B, y b) el tiempo requerido para que el electrón se mueva de A a B. 13. El circuito que se ilustra en la figura se utiliza para construir una balanza magnética para pesar objetos. La masa m por medir cuelga del centro de la barra que se halla en un campo magnético uniforme de 1.50 T, dirigido hacia el plano de la figura. El voltaje de la batería se ajusta para hacer variar la corriente en el circuito. La barra horizontal mide 60.0 cm de largo y está hecha de un material extremadamente ligero. Está conectada a la batería mediante alambres delgados verticales que no resisten una tensión apreciable; todo el peso de la masa suspendida m está soportado por la fuerza magnética sobre la barra. Un resistor con R 5 5.00 V está en serie con la barra; la resistencia del resto del circuito es mucho menor que esto. a) ¿Cuál punto, a o b, debería ser la terminal positiva de la batería? b) Si el voltaje terminal máximo de la batería es de 175 V, ¿cuál es la masa más grande m que este instrumento es capaz de medir? 14. Un alambre rectilíneo largo contiene una región semicircular con radio de 0.95 m, y está colocado en un campo magnético uniforme de magnitud 2.20 T, como se ilustra en la figura ¿Cuál es la fuerza magnética neta que actúa sobre el alambre cuando conduce una corriente de 3.40 A?