Instituto Universitario Politécnico Santiago MariñoExtensión Barinas

Dpto. de Ingeniería IndustrialFísica II

Ejemplos de Ejercicios de:Fuerza Electromotriz

Circuitos de Corriente AlternaEcuaciones de Maxwell

Grupo No. 3Leonel Quintero C.I. 11164618Rafael Mora Muñoz C.I. 11494482

Ejemplo 1.- Una espira rectangular de alambre con longitud a y ancho b y resistencia R está situada cerca de un alambre infinitamente largo que conduce una corriente i, como se muestra en la figura 10.3. La distancia desde el alambre largo a la espira es r(t). Hallar: a)     La magnitud del flujo magnético a través de la espira.b)     La fem en la espira al moverse alejándose del alambre largo con una rapidez constante V. c)     La corriente en la espira.

Fuerza Electromotriz

Por la ley de Ampere la intensidad del campo magnético creado por un alambre largo que conduce una corriente i a una distancia z del alambre es

Es decir, el campo varía sobre la espira y esta dirigido entrando a la pagina, como en la figura.

a) Puesto que es paralelo a

se puede expresar el flujo magnético a través de dA como

entonces para este caso por lo tanto

b) Como el flujo magnético a medida que la espira se mueve con velocidad constante cambia, entonces de acuerdo con la ley de Faraday la fem es

c) Por lo tanto la corriente inducida en la espira es

Ejemplo 2.- Una barra metálica de longitud L gira con una frecuencia angular dentro de un campo magnético uniforme

En la figura un elemento de alambre dr se mueve con una velocidad tangencial perpendicular a . Ese elemento tiene un fem

dada por donde es la velocidad de cada de cada elemento dr. Puesto que las fem de cada elemento están en “serie”

Como un segundo enfoque para este problema, se considera que, en cualquier instante, el flujo encerrado por el sector aob en la figura esta dado por 

donde es el área del sector mencionado. Por lo tanto la fem es

Circuitos de Corriente Alterna

Ejemplo 1: Un circuito serie de corriente alterna consta de una resistencia R de 200 W, una autoinducción de 0’3 H y un condensador de 10 m F. Si el generador suministra una fuerza electromotriz V = 2 0’5 sen ( 1000 t), calcular : 1.- la impedancia del circuito2.- la intensidad instantánea

360)100300(300

10001010

110030́300

1

22

2

62

22

CLRZ

ZXL

XC

R

XL -XC

1.-

2.- AZ

VI 30 10933́

360

2

8330́360

300cos

Z

R 586,0 ;rad

circuito inductivo = Tensión adelantada respecto de I(Intensidad RETRASADA respecto V)

586,01000sen10933́ 3 ttI

Ejemplo 2.- Un condensador de 1 m F se carga a 1000 V mediante una batería . Se desconecta de la batería, y se conecta inmediatamente a los extremos de otros dos condensadores, previamente descargados, de 2 y 8 m F de capacidad, respectivamente, conectados entre si como se muestra en la figura. Calcular :

1.- la diferencia de potencial entre las placas del primer condensador después de la conexión a los otros dos

2.- la variación de energía electrostática asociada al proceso

1CF1

2C

F2

3C

F8

´1Q

´2Q

0

11 V

QC

1.-

CVCQ 336011 101010 ;

61́82

82

32

3223

CC

CCC F 62́61́1231123 CCC ;

´2

´1 QQQ

´´ 21 VVVF

3851062́

106

3

123

C

QVF

50́)10(102

1

2

1 236200 VCEA2.-

1920́)385(1062́2

1

2

1 232123

FD VCE

J

3080́ DA EEE J

J