Electromagnetismo y óptica´

Examen 1: Campo y potencial eléctricos´

Materia: Electromagnetismo y óptica´

Profesor: Gabriel Castillo Santiago

Grupo 1 // Clave 1446

1. (0.25) Escriba la definicion de la Ley de Coulomb así como su expresión matemática, explique explícitamente el significado de cada variable.

1. (0.25) Explique el significado de las expresiones: (a) La carga esta cuantificada, (b) La carga se con-´ serva.

1. (0.25) Escriba la definicion de la Ley de Gauss as´ ´ı como su expresión en forma integral, explique´ explícitamente el significado de cada variable.

1. (0.25) Escriba la definicion de capacitancia y de capacitor/condensador. Mencione al menos dos ejemplos de tipos de capacitor.

1. (0.25) ¿Cuál es la diferencia entre corriente directa (CD) y corriente alterna (CA)?
2. (0.25) Escriba la definicion de (a) Resistencia (b) Resistividad´

1. (0.25) ¿Que es la potencia eléctrica y el calentamiento por efecto Joule?´

1. (0.25) Enuncie la relación de Ohm para (a) La carga cuantizada. (b) Análisis macroscópico.

1. (1) La Fig. 1 muestra tres cargas, q1, q2 y q3, ¿Que fuerza obra sobre q1?

Supóngase que q1 = −1×10−6 C, q2 = 3×10−6 C, q3 = −2×10−6 C, r12 = 12cm, r13 = 10cm y θ= 30

[pic 1]

Fig. 1. Fuerzas ejercidas por q2 y q3 sobre q1

1. (2) Los protones de los rayos cósmicos llegan a la atmosfera superior de la Tierra a razón de´ 0.15 protones/cm2 ·seg, promediando toda la superficie. ¿Qué cantidad total de corriente recibe la´ Tierra de fuera de su atmosfera en forma de protones radiación cósmica incidente? El radio de la´ tierra es aproximadamente 6.4×106 m

1. (1) La Fig. 2 muestra una carga positiva y una carga negativa de igual magnitud q, separadas una distancia de 2a, el grupo así formado se llama dipolo eléctrico, ¿Cuál es el campo E debido a esas cargas en el punto P, a una distancia r según la perpendicular bisectriz de la línea que une las cargas? Supóngase que´ r >> a

[pic 2]

1. (2) ¿Cual es el potencial´        V en el centro del cuadrado de la Fig. 3? Supóngase que        

Q1 = 1×10−8 C,

Q2 = −2×10−8 C, Q3 = 3×10−8 C, Q4 = 2×10−8 C y a = 1 m

[pic 3]

Fig. 3. Diagrama para el ejercicio 7.

1. (2) Para el circuito de la Fig. 4. (a) Utilizando la primer ley de Kirchhoff, calcule la corriente para i1, i2 e i3, as´ı como la potencia disipada en cada resistor R1, R2 y R3. (b) Calcule nuevamente i1, i2 e i3 suponiendo que la corriente i3 se mueve en sentido contrario. (c) ¿Que puede concluir de lo obtenido?

[pic 4]

Fig. 4. Ejemplo de red eléctrica.

1. (1) Desviación de un haz de electrones. La Fig. 5 muestra un electrón de masa´ m y carga e disparado a una velocidad v0 perpendicularmente a un campo uniforme ~E, describa su movimiento de forma

matemática.

[pic 5]

        Fig. 5. Un electrón se dispara en un campo eléctrico uniforme.

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