Preguntas Conceptuales
14.1 Inductancia mutua
Un inductor de 10 H transporta una corriente de 20 A. Describa cómo se puede inducir una emf de 50 V a través de él.
El circuito de encendido de un automóvil se alimenta de una batería de 12 V. ¿Cómo podemos generar grandes voltajes con esta fuente de energía?
Cuando se interrumpe la corriente a través de un inductor grande con un interruptor, aparece un arco a través de los terminales abiertos del interruptor. Explique.
14.2 Autoinducción e inductores
¿Depende la autoinducción del valor del flujo magnético? ¿Depende de la corriente que pasa por el cable? Correlacione sus respuestas con la ecuación
¿Difiere la autoinducción de un solenoide de 1,0 m de longitud, estrechamente enrollado, de la autoinducción por metro de un solenoide infinito, pero por lo demás idéntico?
Analiza cómo podría determinar la autoinducción por unidad de longitud de un cable largo y recto.
La autoinducción de una bobina es cero si no pasa corriente por los bobinados. ¿Verdadero o falso?
¿Cómo se compara la autoinducción por unidad de longitud cerca del centro de un solenoide (lejos de los extremos) con su valor cerca del extremo del solenoide?
14.3 Energía en un campo magnético
Demostrar que tiene unidades de energía.
14.4 Circuitos RL
Utilice la ley de Lenz para explicar por qué la corriente inicial en el circuito RL de la Figura 14.12(b) es cero.
Cuando la corriente en el circuito RL de la Figura 14.12(b) alcanza su valor final ¿cuál es el voltaje en el inductor? ¿En el resistor?
¿El tiempo necesario para que la corriente en un circuito RL alcance alguna fracción de su valor en estado estacionario depende de la emf de la batería?
Un inductor se conecta en los terminales de una batería. ¿La corriente que finalmente pasa por el inductor depende de la resistencia interna de la batería? ¿El tiempo necesario para que la corriente alcance su valor final depende de esta resistencia?
En el sencillo circuito RL de la Figura 14.12(b), ¿puede la emf inducida a través del inductor ser alguna vez mayor que la emf de la batería utilizada para producir la corriente?
Si la emf de la batería de la Figura 14.12(b) se reduce en un factor de 2, ¿en cuánto cambia la energía en estado estacionario almacenada en el campo magnético del inductor?
Una corriente constante fluye a través de un circuito con una gran constante de tiempo inductiva. Cuando se abre un interruptor en el circuito, se produce una gran chispa a través de los terminales del interruptor. Explique.
Describa cómo las corrientes que atraviesan a que se muestran a continuación varían con el tiempo después de cerrar el interruptor S.
Discuta las posibles aplicaciones prácticas de los circuitos RL.
14.5 Oscilaciones en un circuito LC
¿Un elemento del circuito puede tener tanto capacitancia como inductancia?
En un circuito LC, ¿qué determina la frecuencia y la amplitud de las oscilaciones de energía en el inductor o el condensador?
14.6 Circuitos RLC en serie
Cuando se conecta un cable entre los dos extremos de un solenoide, el circuito resultante puede oscilar como un circuito RLC. Describa la causa de la capacitancia en este circuito.
Suponga que quiere diseñar un circuito LC con una frecuencia de 0,01 Hz. ¿Qué problemas puede encontrar?
Un receptor de radio utiliza un circuito RLC para seleccionar determinadas frecuencias para escuchar en su casa o automóvil sin oír otras frecuencias no deseadas. ¿Cómo podría alguien diseñar un circuito de este tipo?