Capítulo 32: Inductancia

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 67 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 67. El efecto Meissner. Compare este problema con el problema 57 del capítulo 26, respecto a la fuerza que atrae un dieléctrico perfecto en un campo eléctrico intenso. Una propiedad fundamental de un material superconductor del tipo 1…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 66 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 66. Transmisión superconductora de energía. Se ha propuesto el uso de los superconductores para las líneas de transmisión de energía. Un solo cable coaxial (figura P32.66) podría conducir 1.00 X 103 MW (la salida de una gran planta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 65 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 65. Se ha propuesto un nuevo método para almacenar energía. Se fabrica una enorme bobina subterránea superconductora de 1.00 km de diámetro que conduciría una corriente máxima de 50.0 kA en cada embobinado de un solenoide de Nb3Sn…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 64 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 64. La resistencia de un superconductor. En un experimento llevado a cabo por S. C. Collins entre 1955 y 1958, se mantuvo una corriente en un anillo de plomo superconductor durante 2.50 años sin observar pérdidas. Si la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 63 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 63. Para impedir daños por arco eléctrico en un motor eléctrico, a veces se coloca un resistor de descarga en paralelo con la armadura. Si el motor se desconecta de manera repentina mientras está en operación, este resistor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 62 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 62. Los alambres de entrada de una antena de televisión a menudo se  fabrican en forma de dos alambres paralelos (figura P32.62). Los dos alambres conducen corrientes de igual magnitud en direcciones opuestas. Considere que los alambres conducen…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 61 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 61. En la figura P32.61, el interruptor está cerrado durante t < 0, y se establecen condiciones de estado estable. Luego se abre en t =0. a) Determine la fem inicial E0 a través de L justo después…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 60 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 60. Un alambre hecho de un material no magnético, de radio R, lleva una corriente uniformemente distribuida en su sección transversal. La corriente total que conduce el alambre es I. Demuestre que la energía magnética por cada unidad…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 59 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 59. En t = 0, se cierra el interruptor abierto de la figura P32.59. Utilizando las reglas de Kirchhoff para las corrientes y voltajes instantáneos en este circuito de dos espiras, demuestre que la corriente en el inductor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 58 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 58. a) Una bobina circular y plana realmente no produce un campo magnético uniforme en el área que encierra. No obstante, estime la inductancia de una bobina plana, circular y compacta, con un radio R y N vueltas,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 57 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 57. El toroide de la figura P32.57 está constituido por N vueltas y tiene una sección transversal rectangular. Sus radios interno y externo son a y b, respectivamente. a) Demuestre que la inductancia del toroide es b) Con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 56 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 56. Considere un circuito en serie que consiste en un capacitor de 500 μF, un inductor de 32.0 mH y un resistor R. Explique qué puede decir acerca de la frecuencia angular de oscilaciones para a) R =0,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 55 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 55. Una corriente variable en el tiempo I viaja a través de un inductor de 50.0 mH, como se muestra en la figura P32.55. Elabore una gráfica del potencial en el punto b en relación con el potencial…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 54 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 54. Cuando la corriente en la porción del circuito que se muestra en la figura P32.54 es de 2.00 A y aumenta a una proporción de 0.500 A/s, la diferencia de potencial observada es ΔVab 9.00 V. Cuando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 53 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 53. En el momento t = 0, una batería de 24.0 V se conecta a una bobina de 5.00 mH y un resistor de 6.00 Ω. a) Según esto inmediatamente, ¿Cómo se compara la diferencia de potencial a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 52 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 52. En el circuito diagramado en la figura P32.18, suponga que el interruptor se cerró durante un largo intervalo de tiempo y se abrió en t=  0. a) Antes de que el interruptor se abra, ¿el inductor se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 51 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 51. Un capacitor en un circuito LC en serie tiene una carga inicial Q y está descargándose. Determine, en función de L y C, el flujo a través de cada una de las N vueltas de la bobina,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 50 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 50. Un inductor que tiene una inductancia L y un capacitor con una capacitancia C están conectados en serie. La corriente en el circuito aumenta linealmente con el tiempo, como se describe en I = Kt, siendo K…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 49 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 49. Un inductor de 1.00 mH y un capacitor de 1.00 μF están conectados en serie. La corriente en el circuito está expresada por I = 20.0 t, donde t está en segundos e I en amperes. Inicialmente,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 48 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 48. Este problema extiende el razonamiento de la sección 26.4, el problema 26.29, el problema 33.30 y la sección 32.3. a) Considere un capacitor con vacío entre sus placas grandes, cercanas, paralelas y con cargas opuestas. Demuestre que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 47 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 47. Se inician oscilaciones eléctricas en un circuito en serie que contiene una capacitancia C, una inductancia L y una resistencia R. a) Si R<< (4L/C)1/2 (amortiguación débil), ¿Cuánto tiempo pasará antes de que la amplitud de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 46 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 46. Demuestre que la ecuación 32.28 se trata de la regla de las espiras de Kirchhoff aplicada al circuito de la figura 32.15. Solución:         CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO FÍSICA SERWAY VOLUMEN…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 45 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 45. Considere un circuito LC en el que L =500 mH y C =0.100 μF. a) ¿Cuál es la frecuencia de resonancia w0? b) Si en el circuito se introduce una resistencia de 1.00 kΩ, ¿Cuál será la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 44 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 44. En la figura 32.15, supongamos que R = 7.60 Ω, L = 2.20 mH y C= 1.80 μF. a) Calcule la frecuencia de la oscilación amortiguada del circuito. b) ¿Cuál es la resistencia crítica? Solución:    …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 43 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 43. Un circuito LC como el de la figura 32.10 está constituido por un inductor de 3.30 H y un capacitor de 840 pF, inicialmente con una carga de 105 μC. El interruptor se abre en t <…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 42 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 42. El interruptor de la figura 32.42 está conectado al punto a durante mucho tiempo. Después de que el interruptor se pasa al punto b, ¿Cuál es a) la frecuencia de oscilación del circuito LC, b) la carga…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 41 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 41. Para la sintonización de un radioteléfono en un barco se utiliza una inductancia fija L = 1.05 μH en serie con un capacitor variable. ¿Qué capacitancia sintoniza el circuito a la señal proveniente de un transmisor que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 2 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 2. Un cable de teléfono enroscado forma una espira de 70 vueltas, con un diámetro de 1.30 cm y una longitud sin estirar de 60.0 cm. Determine la autoinductancia de un conductor en el cable…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 40 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 40. Un circuito LC como el que se muestra en la figura 32.10 contiene un inductor de 82.0 mH y un capacitor de 17.0 mF, inicialmente con una carga de 180 μC. En t= 0 se abre el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 39 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 39. En el circuito de la figura P32.39, la fem de la batería es de 50.0 V, la resistencia de 250 Ω y la capacitancia de 0.500 μF. El interruptor S se cierra durante un largo periodo a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 38 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 38. Un circuito LC está constituido por un inductor de 20.0 mH y un capacitor de 0.500 μF, Si la corriente máxima instantánea es de 0.100 A, ¿cuál es la mayor diferencia de potencial en los extremos del capacitor?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 37 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 37. Un capacitor de 1.00 μF es cargado por una fuente de energía de 40.0 V. Después se descarga a través de un inductor de 10.0 mH. Determine la corriente máxima en las oscilaciones resultantes Solución:    …

  SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 36 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 36. Dos inductores con inductancias L1 y L2 están conectados en paralelo, como se muestra en la figura P32.36a. La inductancia mutua entre los inductores es M. Determine la inductancia equivalente Leq para el sistema (figura P32.36b).…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 35 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 35. Una bobina grande de radio R1 y con N1 vueltas está colocada coaxialmente con una bobina pequeña de radio R2 y con N2 vueltas. Los centros de las bobinas están separados una distancia x mucho mayor que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 34 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 34. Un solenoide tiene N1 vueltas, radio R1 y longitud L. Es tan largo que su campo magnético es uniforme casi en todas partes dentro de él y casi cero afuera. Un segundo solenoide tiene N2 vueltas, radio…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 33 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 33. Dos solenoides A y B, colocados uno cerca del otro y compartiendo el mismo eje cilíndrico, tienen 400 y 700 vueltas, respectivamente. En la bobina A una corriente de 3.50 A produce un flujo promedio de 300…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 32 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 32. En un tablero de circuito impreso, un conductor recto relativamente largo y una espira rectangular conductora yacen en el mismo plano, como se muestra en la figura P31.8 capítulo 31. Si h= 0.400 mm, w =1.30 mm…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 31 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 31. Dos bobinas sujetas en posiciones fijas tienen una inductancia mutua de 100 μH. ¿Cuál es la fem máxima que se registra en una de ellas cuando una corriente sinusoidal conocida por I(t) = (10.0 A) sen (1000t)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 30 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 30. Dos bobinas están muy cerca una de la otra. La primera tiene una corriente que varía con el tiempo, conocida por I(t)=  (5.00 A)e-0.0250t  -sen (377t). En t = 0.800 s, la fem medida en la segunda…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 29 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 29. Suponga que la magnitud del campo magnético en el exterior de una esfera de radio R es B =B0(R/r)2, donde B0 es una constante. Determine la energía total almacenada en el campo magnético en el exterior de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 28 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 28. Una batería de 10.0 V, un resistor de 5.00 Ω y un inductor de 10.0 H están conectados en serie. Después de que la corriente en el circuito alcance su valor máximo, calcule a) la potencia que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 27 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 27. Una bobina plana de alambre tiene una inductancia de 40.0 mH y una resistencia de 5.00 Ω. Está conectada a una batería de 22.0 V en el instante t =0. Considere el momento cuando la corriente es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 26 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 26. Complete el cálculo del ejemplo 32.3 probando que Solución:         CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO FÍSICA SERWAY VOLUMEN 1. ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas o cosas que agregar? Comenta ¿El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 25 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 25. En un día despejado, en cierto lugar, existe un campo eléctrico vertical de 100 V/m cerca de la superficie de la Tierra. En el mismo lugar, el campo magnético de la Tierra tiene una magnitud de 0.500…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 24 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 24. El campo magnético en el interior de un solenoide superconductor es de 4.50 T. El solenoide tiene un diámetro interno de 6.20 cm y una longitud de 26.0 cm. Determine a) la densidad de energía magnética en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 23 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 23. Un solenoide de 68 vueltas con núcleo de aire tiene 8.00 cm de largo y un diámetro de 1.20 cm. ¿Cuánta energía se almacena en su campo magnético cuando conduce una corriente de 0.770 A? Solución:  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 22 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 22. Considere dos inductores ideales L1 y L2 que tienen una resistencia interna igual a cero y muy separados uno del otro, de forma que sus campos magnéticos no influyen entre sí. a) Si los inductores están conectados…

  SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 21 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 21. Un inductor de 140 mH y un resistor de 4.90 Ω están conectados con un interruptor a una batería de 6.00 V, como se muestra en la figura P32.21. a) Si el interruptor se coloca en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 20 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 20. Un pulso de corriente es alimentado al circuito parcial que se muestra en la figura P32.20. La corriente comienza desde cero y se convierte después en 10.0 A entre t=  0 y t= 200 μs, y a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 19 CAPÍTULO 32 FÍSICA SERWAY 19. Un circuito RL en serie con L = 3.00 H y un circuito RL en serie con C = 3.00 μF tienen idénticas constantes de tiempo. Si los dos circuitos contienen la misma resistencia R, a) ¿Cuál…