Fisica 3 Problemas

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    UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

    Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

      Fíica III

    Ley de !"ul"#$!a#%" Eléctric"

    Flu&" Eléctric"

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    D" carga c"n '.()*+,- ! y /.0)*+,- ! re%ecti1a#ente eatraen c"n una 2uer3a de *+N4 5A 6ué ditancia e encuentrane%arada7

    Ley de c"ul"#$

    7

    De%e&e de 2"r#ula

    S"luci8n

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    Una carga eléctrica de 9 #! e encuentra en el aire a/0 c# de "tra carga. La 2uer3a c"n la cual e rec:a3ae de 0;*+-* N !uant" 1ale la carga dec"n"cida.

    Dat"< F"r#ula< Sutituci8n<6*< 9#! 6'< Fr'=>6*

    r< /0 c#

    F< 0;*+-* N

    >< ?;*+@? N#'=c'6'< 7

    E&e#%l"< '

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    Una carga de 0)*+,- ! e intr"duce a una regi8n d"nde actBa

    un ca#%" de 2uer3a de +.+9N. 5!uál e la intenidad del ca#%"eléctric" en ea regi8n7

    !a#%" Eléctric"

    S"luci8n

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    *.- Una carga de 0)*+,- ! e intr"duce a una regi8n d"ndeactBa un ca#%" de 2uer3a de +.+9N. 5!uál e la intenidad delca#%" eléctric" en ea regi8n7

    Solución: Cara %"der "luci"nar ete %r"$le#a4 $ata c"nutituir l" 1al"re arr"&ad" en el #i#" %r"$le#a4 %"r

    e&e#%l" tene#" el 1al"r de la carga y ta#$ién el 1al"r de la2uer3a 6ue actBa "$re ee ca#%"<

     Dat"< F"r#ula<Sutitui#"<

    6< 0;*+@- E< F=6 E<+.+9N = 0;*+@-!

    F< +.+9 N E< (++N=!

    E&e#%l" '

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    Sea una %laca rectangular de '# y # %"r el cual línea de ca#%"eléctric" uni2"r#e cuya intenidad e 0+N=! 2"r#and" / c"n lan"r#al de la %laca. Enc"ntrar el Gu&" eléctric".

    Flu&" Eléctric"

    • Saca#" el área< '; H  Tene#" la 2"r#ula

    H0+N=! 9=0 #

    H'9+ N#=!

     

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    Un Dic" cuy" radi" #ide + .*+ # etá "rientad" c"n u 1ect"r

    unitari" n"r#al n 2"r#and" un ángul" de + re%ect" a unca#%" eléctric" uni2"r#e E cuya #agnitud e de ' . + ; *+ N=! . JCuet" 6ue eta u%erKcie n" e cerrada4 n" tiene unadentr" ni un a2uera. E %"r ell" 6ue e de$e e%eciKcar ladirecci8n de n en la Kgura4 calcular < 5!uál e el Gu&" eléctric"

    a tra1é del dic"7

    E&e#%l" '

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    En electr"#agneti#" y electr8nic"4 la ca%acidad eléctrica4ta#$ién c"n"cida c"#" ca%acitancia4 e la %r"%iedad 6uetienen l" cuer%" %ara #antener una carga eléctrica. Laca%acidad ta#$ién e una #edida de la cantidad de energíaeléctrica al#acenada %ara una di2erencia de %"tencial

    eléctric" dada. El di%"iti1" #á c"#Bn 6ue al#acenaenergía de eta 2"r#a e el c"ndenad"r. La relaci8n entrela di2erencia %"tencial J" teni8n e;itente entre la %lacadel c"ndenad"r y la carga eléctrica al#acenada en éte.

      !H=V

    !a%acitancia

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    Un circuit" e una red eléctrica 6ue c"ntiene al #en" unatrayect"ria cerrada. L" circuit" 6ue c"ntienen "l" 2uente4c"#%"nente lineale y ele#ent" de ditri$uci8n lineale 6ue

    %ueden anali3are %"r #ét"d" alge$raic" %ara deter#inaru c"#%"rta#ient" en c"rriente directa " en c"rriente alterna.Un circuit" 6ue tiene c"#%"nente electr8nic" eden"#inad" un circuit" electr8nic". Eta rede "ngeneral#ente n" lineale y re6uieren dieQ" y :erra#ienta

    de análii #uc:" #á c"#%le&".

    !ircuit" eléctric".

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    !ircuit" eléctric".

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    !ircuit" de

    ca%acit"re.L" circuit" eléctric" %"r l" generalc"ntienen a d" " #á ca%acit"rec"nectad" entre í4 eta c"ne;i8n %uedeer<

    !ircuit" " c"nect"r en erie !ircuit" " c"nect"r en %aralel" !ircuit" " c"ne;i8n #i;ta

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    Un ca%acit"r %uede er ar#ad" ac"%land" "tr" en erie y=" en

    %aralel". El ac"%la#ient" de ca%acit"re en erie e reali3ac"nectand" en una #i#a ra#a un" y "tr" ca%acit"r4 "$teniend"una ca%acidad t"tal entre el %ri#er $"rne del %ri#er ca%acit"r y elBlti#" del Blti#".!a%acit"re c"nectad" un" de%ué del "tr"4 etán c"nectad" enerie.

    Et" ca%acit"re e %ueden ree#%la3ar %"r un Bnic" ca%acit"r 6uetendrá un 1al"r 6ue erá el e6ui1alente de l" 6ue etán c"nectad"en erie.Cara "$tener el 1al"r de ete Bnic" ca%acit"r e6ui1alente e utili3a la28r#ula< *=!TH*=!**=!'*=!*=!9

    !a%acit"re en erie.

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    El ti%" de ca%acit"r #á c"#Bn e c"#%"ne de d" %laca%aralela4 e%arada %"r una ditancia d 6ue e %e6ueQac"#%arada c"n la di#eni"ne lineale de la lá#ina. Elac"%la#ient" en %aralel" de l" ca%acit"re e reali3ac"nectánd"l" a t"d" a l" #i#" d" $"rne.

    !a%acit"re en %aralel".

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    Energía al#acenada enca%acitare

    !a%acitare

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    Si e la cantidad de carga al#acenada cuand" el 1"lta&eenter" de la $atería a%arece en l" ter#inale delc"ndenad"r4 ent"nce la energía al#acenada e "$tiene de

    la integral<

    Eta e;%rei8n de la energía e %uede %"ner en tre 2"r#ae6ui1alente %"r "l" %er#utaci"ne de la deKnici8n deca%acidad !H=V.

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    Energía al#acenada en un ca%acit"r

    El ca%acit"r al#acena energía en el ca#%" eléctric" 6uea%arece entre la %laca cuand" e carga. La energíaal#acenada %uede calculare a tra1é de la iguientee;%rei"ne<

      6 H !arga ! H !a%acidad

    V H Teni8n

    c H Energía #edida en "ule.

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    !a%acit"r En erie  Un ca%acit"r %uede er ar#ad" ac"%land" "tr" en erie y="

    en %aralel". El ac"%la#ient" de ca%acit"re en erie e reali3a

    c"nectand" en una #i#a ra#a un" y "tr" ca%acit"r4"$teniend" una ca%acidad t"tal entre el %ri#er $"rne del%ri#er ca%acit"r y el Blti#" del Blti#".

    !a%acit"re c"nectad" un" de%ué del "tr"4 etánc"nectad" en erie.

    Et" ca%acit"re e %ueden ree#%la3ar %"r un Bnic"ca%acit"r 6ue tendrá un 1al"r 6ue erá el e6ui1alente de l"6ue etán c"nectad" en erie.

    Cara "$tener el 1al"r de ete Bnic" ca%acit"r e6ui1alente eutili3a la 28r#ula< *=!TH*=!**=!'*=!*=!9

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