PROBLEMAS DE FÍSICA II
(GRADO EN INGENIERÍA MECANICA)
CURSO 2010-2011
CAMPO MAGNÉTICO

1.- Un protón que es acelerado del reposo por una diferencia de potencial de 2x106 V, penetra perpendicularmente al campo magnético uniforme existente en una región.
Si B = 0.2 T, calcular
a) Radio de la órbita.
b) Velocidad del protón.
c) Tiempo que tarda en describir una órbita completa.
DATOS: Masa del protón. 1.67.10-27 Kg. ; carga del protón: 1,6 x 10-19 C.
Sol.: a) r = 1,02 m. ; b) v = 1,95 x 107 m s-1 ; c) T = 3,28 x 10 -7 s.

Se dispone de dos hilos conductores muy largos y paralelos recorridos por corrientes de intensidades I1 e I2 perpendiculares al plano del papel. Determinar el campo magnético en el punto P, en función de I1, I2, a, b y c cuando

a) I1 e I2 tienen sentido hacia fuera del papel.
b) I1 tiene sentido hacia fuera e I2 sentido hacia dentro.
Nota: El angulo formado por las distancias b y c es de 90º.
b
c

a
I1
I2
P

Sol.: a)

3.- Cuatro hilos conductores indefinidos, que estan recorridos por la misma intensidad I, se colocan paralelos entre sí, de forma que sus respectivos secciones transversales determinan un cuadrado de lado L. Calcular el campo magnético en el punto O (centro del cuadrado) de la figura.

L O

Sol.:

4 Por un conductor rectilíneo largo circula una corriente de 20 A, según se indica en la figura. Una bobina rectangular con dos de sus lados paralelos al conductor recto tiene sus lados de 5 y 10 cm.estando su lado mas próximo a una distancia de 2 cm. del conductor. La bobina transporta una corriente de 5 A. Se pide
a) Determinar la fuerza que actúa sobre cada segmento de la bobina rectangular.
b) ¿Cual es la fuerza neta sobre la bobina?

10 cm.
A B
5 cm.
2 cm D C
2 cm

Sol a) ; ; ;

5.- La espira rectangular de la figura puede girar alrededor del eje Z y transporta una corriente de 10 A en el sentido indicado.
a) Si la espira se encuentra en un campo magnético uniforme de 0.2 T paralelo al eje Y, calcular la fuerza ejercida sobre cada lado de la espira y el momento necesario para mantener la espira en la posición indicada.
8 cm
6 cm
30
b) Realizar el mismo calculo para el caso en el que B sea paralela al eje X
Z
AB


O Y



X C
Sol.:a)
b)

6.- Calcular el campo magnético B creado en el centro de un circuito en forma de hexagono regular de lado L m. recorrido por una corriente de intensidad I A y sentido antihorario.
Sol

7.- El conductor de la figura es recorrido por una corriente I en el sentido indicado.
El conductor consta de un tramo recto de longitud L1, otro semicircular de radio R, ambos situados en el plano YZ y otro tramo recto, de longitud L2, situado en el plano XY y perpendicular a los otros dos tramos. Dicho conductor esta en presencia de un campo magnético uniforme dirigido a lo largo del eje X, B = B0 i, tal como se muestra en al figura. Se pide determinar la fuerza magnética total que actúa sobre el conductor.


Z

I R B L1 Y
L2X

Sol.:

8 Por un conductor infinitamente largo (conductor 2) circula una corriente de intensidad I2. El conductor 1, de longitud l y masa m, se encuentra suspendido sobre el conductor 2 y es libre de moverse paralelamente al conductor 2 en dirección vertical tal y como se muestra en la figura.
I2 conductor 2
conductor 1

L

Se pide
a) Campo magnético creado por el conductor 2 a una distancia d del mismo.
b) Sentido de la corriente I1, que tiene que circular por el conductor 1, para que éste sea repelido por el conductor 2.
c) Valor de la corriente I1, para que el conductor 1, quede suspendido en equilibrio a una distancia d del conductor 2.
Sol.: a) ; b) de derecha a izquierda; c)

9.- Calcular el campo magnético en el punto O para el conductor, constituido por dos tramos rectos y un arco circular de radio R que abarca un angulo θ y es recorrido por una corriente I tal como se muestra en la figura.
R

θ
O

Sol.:
10 Aplicando la ley de Ampère, determínese el campo magnético B en el interior de un solenoide recto y largo de n espiras por unidad de longitud cuando por él circula una corriente de intensidad I.

11.- Aplicando la ley de Ampère, calcular el campo magnético B en el interior de una bobina toroidal de n espiras recorrida por una corriente de I. Demostrar que para la misma bobina el campo magnético en el exterior es nulo. (Se supone que la diferencia entre el radio externo e interno del toroide es despreciable frente al radio interno.)