FÍSICA para Licenciatura en Bioquímica y Tecnicatura Universitaria en Laboratorios Biológicos PRÁCTICO 9: INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. 1- El flujo magnético a través de una bobina de alambre que contiene dos espiras cambia a una tasa constante de -58 Wb a +38 Wb en 0.42 s. ¿Cuál es la fem inducida en la bobina? 2- La espira rectangular que se ilustra en la figura se empuja hacia el campo magnético que apunta hacia dentro. ¿En qué dirección va la corriente inducida? 3- Una espira de alambre, de 22.0 cm de diámetro, inicialmente se orienta perpendicular a un campo magnético de 1.5 T. La espira gira de tal forma que en 0.2 s su plano queda paralelo a la dirección del campo. ¿Cuál es la fem inducida promedio en la espira? 4- Una espira circular de alambre, de radio 12 cm, se introduce en un campo magnético uniforme 0.5 T, con su plano normal a la dirección del campo. Si después la magnitud del campo disminuye a una tasa constante de -0.01 T/s, ¿a qué tasa deberá aumentar r de manera que la fem inducida dentro de la espira sea cero? 5- Una espira circular en el plano del papel se encuentra en un campo magnético de 0.75 T y apunta hacia el papel. Si el diámetro de la espira cambia de 20 cm a 6 cm en 0.5 s, a) ¿cuál es la dirección de la corriente inducida?, b) ¿cuál es la magnitud de la fem inducida promedio? y c) si la resistencia de la bobina es de 2.5 Ω, ¿cuál es la corriente inducida promedio? 6- La mitad de la superficie de una espira de alambre rectangular sencilla, con las dimensiones que se indican en la figura, se coloca dentro de una región de campo magnético uniforme de 0.65 T. La resistencia total de la espira es de 0.28 Ω. Calcule la fuerza que se requiere para retirar la espira del
campo con una velocidad constante de 3.4 m/s. 7- Una bobina de alambre, de 10.8 cm de diámetro, se orienta inicialmente, de manera que su plano es perpendicular a un campo magnético de 0.68 T, que apunta hacia arriba. Durante el curso de 0.16 s, el campo cambia a uno de 0.25 T que apunta hacia abajo. ¿Cuál es la fem inducida promedio en la bobina? 8- Una espira circular de alambre, de 16 cm de diámetro, se coloca en un campo magnético de 0.5 T. a) Cuando el plano de la espira es perpendicular a las líneas de campo, ¿cuál es el flujo magnético a través de la espira? b) El plano de la espira se hace girar hasta que forma un ángulo de 35° con las líneas de campo. ¿Cuál es el flujo magnético a través de la espira a este ángulo? 9- El campo magnético perpendicular a una espira de alambre circular, de 8 cm de diámetro, cambia de +0.52 T a -0.45 T en 180 ms, donde + significa que el campo apunta alejándose de un observador y - significa que apunta hacia el observador. a) Calcule la fem inducida. b) ¿En qué dirección fluye la corriente inducida? 10- Un solenoide, de 420 vueltas y 25 cm de largo, tiene un diámetro de 2.5 cm. Una bobina de 15 vueltas se devana apretadamente alrededor del centro del solenoide. Si la corriente en el solenoide aumenta de manera uniforme de 0 a 5 A en 0.6 s, ¿cuál será la fem inducida en la bobina corta durante ese tiempo?
11- Una línea de transmisión, que transporta una corriente variable sinusoidal con frecuencia 60 Hz y valor pico 55 kA, corre a una altura de 7 m a través de la tierra de un granjero. El granjero construye una bobina de alambre rectangular de 10 vueltas y 2 m de alto, orientada verticalmente debajo de la línea de transmisión. El granjero espera usar el voltaje inducido en esta bobina para impulsar un equipo eléctrico de 120 V, que requiere un voltaje variable sinusoidal con frecuencia la misma frecuencia y valor pico 170 V. ¿Cuál debe ser la longitud l de la bobina? ¿Esto sería poco ético?
12- Una espira circular de alambre, de 25 cm de diámetro, tiene una resistencia de 150 Ω. Inicialmente está en un campo magnético de 0.4 T, con su plano perpendicular a pero se retira del campo en 120 ms. Calcule la energía eléctrica disipada en este proceso. 13- Un transformador tiene 620 vueltas en la bobina primaria y 85 en la bobina secundaria. ¿Qué tipo de transformador es éste y en qué factor cambia el voltaje? ¿En qué factor cambia la corriente? 14- Los letreros de neón requieren 12 kV para su operación. Para operar desde una línea de 240 V, ¿cuál debe ser la razón entre las vueltas de la bobina secundaria y las de la bobina primaria del transformador? ¿Cuál será la salida de voltaje si el transformador se conecta a la inversa? 15- El voltaje de salida de un transformador de 75 W es 12 V y la corriente de entrada es 22 A. a) ¿Se trata de un transformador de subida o de bajada? b) ¿En qué factor se multiplica el voltaje?
