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Física universitaria volumen 2

Problemas De Desafío

Física universitaria volumen 2Problemas De Desafío

Problemas De Desafío

82.

Un cable coaxial tiene un conductor interno de radio a, y una capa cilíndrica delgada externa de radio b. Una corriente I circula por el conductor interior y regresa por el exterior. La autoinducción de la estructura dependerá de cómo tienda a distribuirse la corriente en el cilindro interior. Investigue los dos casos extremos siguientes. (a) Deje que la corriente en el conductor interior se distribuya solo en la superficie y calcule la autoinducción. (b) Deje que la corriente en el cilindro interior se distribuya uniformemente en su sección transversal y calcule la autoinducción. Compárelo con sus resultados en (a).

83.

En un circuito oscilante amortiguado la energía se disipa en el resistor. El factor Q es una medida de la persistencia del oscilador frente a la pérdida disipativa. (a) Demuestre que para un circuito ligeramente amortiguado la energía, U, en el circuito disminuye según la siguiente ecuación.

dUdt=−2βU,dUdt=−2βU, donde β=R2L.β=R2L.

(b) Utilizando la definición del factor Q como la energía dividida entre la pérdida en el siguiente ciclo, demuestre que el factor Q de un oscilador ligeramente amortiguado como se define en este problema es

Q U de inicio Δ U de un ciclo = 1 2 π R L C . Q U de inicio Δ U de un ciclo = 1 2 π R L C .

(Pista: Para (b), para obtener Q, dividir E al principio de un ciclo por el cambio ΔEΔE durante el siguiente ciclo)

84.

El interruptor del circuito que se muestra a continuación está cerrado en t=0st=0s. Calcule las corrientes a través de (a) R1R1, (b) R2R2 y (c) la batería en función del tiempo.

Una batería de 12 voltios está conectada a un resistor de 6 ohmios y a un interruptor S, que está abierto en el tiempo t = 0. Conectado en paralelo con el resistor de 6 ohmios hay otro resistor de 6 ohmios y un inductor de 24 henrios.
85.

Un bucle cuadrado de 2 cm de lado se coloca a 1 cm de un cable largo que transporta una corriente que varía con el tiempo a una velocidad constante de 3 A/s como se muestra a continuación. (a) Utilice la ley de Ampère y halle el campo magnético. (b) Determine el flujo magnético que atraviesa el bucle. (c) Si el bucle tiene una resistencia de 3Ω3Ω, ¿cuánta corriente inducida fluye en el bucle?

Una batería de 12 voltios está conectada a un resistor de 6 ohmios y a un interruptor S, que está abierto en el tiempo t = 0. Conectado en paralelo con el resistor de 6 ohmios hay otro resistor de 6 ohmios y un inductor de 24 henrios.
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