Electromagnetismo para ingeniería electrónica – Campos y ondas - Alejandro Paz Parra 126

Ejercicios del capítulo

1. Se ha observado que la sección normal de un tubo fluorescente de 3.0 cm. de diámetro es

atravesada cada segundo por 2.0x1018

electrones y por 0.5x1018

iones positivos (ionizados por la

pérdida de un electrón). ¿Cuál es la densidad de la corriente eléctrica que circula por el tubo?

Respuesta 566 A/m2.

2. La intensidad de la corriente que atraviesa un hilo conductor viene dada, en función del tiempo,

por la siguiente expresión: 3 2, donde, i está expresada en amperios y t en segundos.

¿Cuántos electrones atraviesan una sección normal del hilo en el intervalo de tiempo

comprendido entre 1,5?

¿Cuál es la intensidad media de la corriente en dicho intervalo?

Respuestas 82.4 10 33A

3. Un hilo conductor de 6Ω de resistencia se funde para construir otro hilo conductor cuya longitud

es el triple de la del hilo original. Calcule la resistencia del nuevo hilo suponiendo que

permanecen inalterados los valores de la resistividad y la densidad del material.

Respuesta 54Ω

4. Considere un hilo conductor de cobre AWG 16 de 10 metros de largo que transporta una

corriente de 6A y calcule:

• La densidad de corriente y el campo eléctrico en el interior del conductor.

• La diferencia de potencial que se presenta en sus extremos.

• La potencia que se disipa en el conductor en la situación anterior.

• La temperatura de operación del conductor en aire natural.

Respuestas

1.15 10 19.7 ! 197 " 1.18#

5. Un conductor cilíndrico de sección transversal S y longitud L, está hecho de un material cuya

resistividad viene dada por: $%&' $( ax b& Donde x es la distancia medida desde el inicio

del conductor. ¿Cuál es la resistencia eléctrica total del alambre?

Respuesta , -$(.

a. / b./0

L

S

X

Electromagnetismo para ingeniería electrónica – Campos y ondas - Alejandro Paz Parra 127

6. En una región en la cual la permitividad eléctrica es igual a la del vacío, la densidad de corriente

de convección se encuentra definida por la ecuación: 123455556

Calcule la corriente total que abandona un cilindro de radio unitario cuyo eje coincide con el eje z

y que se extiende desde: 7 89, 9

Calcule la densidad volumétrica de carga $:%' en la región, suponiendo que lim2>? $: 0

Calcule la conductividad del medio.

Respuestas @ 6912 ( ) tv et 2

0−= ρρ 02εσ =

7. Un sistema formado por una esfera de radio 10cm y un casquete semiesférico de radio

1m perfectamente conductores como se muestra en la figura, se encuentra sometido a una

diferencia de potencial de 100V.

Desde la esfera interior hacia la exterior, fluye una corriente de 10A

Calcule la conductividad del material, la intensidad de campo eléctrico y la densidad volumétrica

de potencia en la región delimitada por las capas conductoras.

Respuestas C (D F 56 ((

4G 3455556 HIH:

JD4KL# /