TP ElectroMagn

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA FISICA – FISICA GENERAL 
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES 
ING. AGRONÓMICA 1º Cuatrimestre 
ING. EN RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE 2023 
 
TRABAJO PRÁCTICO: ELECTROMAGNETISMO 
 
Tema VII: Electricidad y Magnetismo: Electrostática, Electrodinámica y Electromagnetismo 
Contenidos: 
7.1.- Electrostática. Carga eléctrica. Conductores y aisladores. Ley de Coulomb. Campo Eléctrico producido por una o más cargas. Líneas de 
campo eléctrico. Unidades. 
7.2.- Diferencia de potencial electrostático. Unidades. 
7.3 Corriente eléctrica. Resistencia eléctrica. Resistividad. Unidades. 
7.4 Ley de Ohm. Materiales óhmicos. 
7.5 Circuitos eléctricos. 
7.5.1 Circuitos resistivos en serie 
7.5.2 Circuitos resistivos en paralelo. 
7.5 Potencia en circuitos eléctricos. Unidades. 
7.6 Instrumentos de mediciones: óhmetro, voltímetro y amperímetro. 
7.6 Magnetismo. Campo magnético. Líneas de campo magnético. Fuerza magnética. 
7.6.1 Ley de Biot y Savart. Campo magnético producido por un conductor rectilíneo infinitamente largo. 
7.6.2 Flujo de campo magnético. Ley de Faraday-Lenz. Aplicaciones. 
. 
Responsable: María Eugenia Doña 
 
Problema 1 (explicado en video, Problema 1): Explicar: 
a. Una regla de plástico, en condiciones normales, ¿tiene cargas eléctricas? ¿cuál es su carga eléctrica neta? 
b. Si a la regla de plástico se la frota en el cabello, se observa que puede atraer pedacitos de papel que se 
encuentran sobre una mesa. ¿cómo explica esto? 
c. En el mes de agosto, en Salta, es común experimentar un “chispazo” cuando uno toca un auto después que 
éste ha recorrido algunos kilómetros ¿cómo explica esto? 
d. Al frotar una barra de vidrio con un paño de seda –inicialmente, los dos neutros - se observa que la seda 
adquiere una carga de -1,20 μC. a) ¿Cuál es la carga del vidrio tras el proceso? b) ¿Cuántos electrones han sido 
transferidos de un material a otro? 
 
Problema 2: Dos cargas puntuales, Q1 = 50,0 µC y Q2 = -5,0 µC, están separadas por una distancia l = 40,0 cm. 
 (k = 9,0 x 10-9 N.m2.C-2) 
a- ¿Cuál es mayor en magnitud, la fuerza que ejerce Q1 sobre Q2 o la fuerza que ejerce Q2 sobre Q1? 
b- Hacer un esquema que muestre ambas cargas y la fuerza de interacción entre ellas. 
Considerar, ahora, que entre ambas cargas se coloca una tercera carga Q3 = 10,0 µC a una distancia de 10 cm de la 
carga Q2. 
c- Hacer un diagrama de cuerpo libre de la carga Q3, 
d- Calcular la fuerza neta que actúa sobre la carga Q3, 
 
Problema 3: Considere una carga puntual Q = -3,00 x 10-6 C, ubicada en alguna posición del espacio, alejada de 
otras cargas. 
a- Calcular el campo Eléctrico en un punto P que está a 30,0 cm de la carga Q. 
b- Hacer un esquema representando la carga Q y graficar en él, el vector campo eléctrico para las siguientes 
posiciones M = 15,0 cm, P = 30,0 cm y T = 60,0 cm. Tener en cuenta la magnitud del vector. 
c- ¿De qué depende el campo eléctrico en esas posiciones? ¿para calcular el campo eléctrico, fue necesario 
que en esas posiciones haya una carga eléctrica? Explicar. 
d- Hacer un esquema donde se muestren las líneas de campo que representan el campo eléctrico alrededor 
de la carga Q. 
 
Problema 4: Suponer que se deja libre –desde el reposo- una carga “q” en el punto “P” indicado en el problema 3. 
a- Calcular la fuerza sobre la carga “q” si q = 1,50 x 10-6 C. Indicar la dirección y sentido de la Fuerza eléctrica 
sobre la carga y compararla con la dirección y sentido del campo en esa posición. 
b- ¿En qué cambia la situación si la carga que se coloca fuera del mismo valor pero negativa? 
 
Problema 5: Determinar la magnitud y la dirección del campo eléctrico en un punto a la mitad entre una carga de 
28,0 µC y 15,8 µC separadas 8,0 cm. Suponga que no hay otras cargas presentes. 
 
Problema 6 (explicación en video): A continuación, se muestran las líneas de capo para diferentes configuraciones. 
Analizar cada una de ellas y responder: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a- Explicar qué información se puede obtener a partir de las líneas de campo para describir el campo 
eléctrico en las situaciones graficadas. 
b- Para cada caso, identificar: - zonas de mayor intensidad del campo, 
- zonas de menor intensidad 
- zonas donde el campo eléctrico sea uniforme, si las hubiera 
- zona donde el campo eléctrico sea nula 
c- Graficar el vector campo Eléctrico, por lo menos, en tres posiciones distintas y representativas de cada 
situación (tener en cuenta, en forma comparativa, el módulo de los vectores). 
 
Problema 7: Indicar si las siguientes afirmaciones son Verdaderas o Falsas, justificar. 
a- El Campo Eléctrico es una zona del espacio donde se ejercen fuerzas eléctricas. 
b- El Campo Eléctrico es una propiedad del espacio. 
c- Si se da información sobre el campo eléctrico en un punto dado del espacio, entonces se puede calcular la 
fuerza sobre cualquier carga q localizada en ese punto. 
d- Si se coloca una carga negativa en una zona donde existe campo eléctrico, la fuerza que actuará sobre la 
carga debido al campo siempre tendrá la dirección del campo y el mismo sentido que el campo. 
e- Si se libera, desde el reposo, una carga positiva en una zona del espacio donde el campo eléctrico es 
uniforme, la carga se moverá en el sentido de las líneas de campo (suponga que en esa zona solo existe 
campo eléctrico). 
f- Si se libera, desde el reposo, una carga positiva en la posición “P” indicada en 
el gráfico, la carga se moverá siguiendo las líneas de campo (suponga que en 
esa zona solo existe el campo eléctrico esquematizado en la figura). 
 
 
 
carga positiva puntual 
aislada en el espacio 
carga negativa 
puntual aislada en el 
espacio 
dos cargas del mismo 
signo 
dos cargas de 
diferente signo 
(dipolo eléctrico) 
Esquema de las Placas de un capacitor, 
una placa con carga positiva y la otra 
placa con carga negativa. La carga está 
distribuida sobre toda la superficie de 
la placa 
Vista lateral de las placas de un 
capacitor, se muestran las 
líneas de campo eléctrico en el 
espacio entre las dos placas 
P 
 
Problema 8: Considere que en una zona del espacio se encuentran dos 
cargas separadas una distancia d = 70,0 cm. Ambas cargas se mantienen 
fijas en sus posiciones. En el gráfico se muestra un esquema de la 
situación. Q1 = 50,0 µC y Q2 = 20,0 µC . 
a- Calcular el Potencial eléctrico total en el punto A ubicado a 20,0 cm 
de la carga Q1. 
b- Calcular el Potencial eléctrico total en el punto B. 
c- Calcular la diferencia de potencial entre los puntos A y B. ¿qué punto está a mayor potencial? 
Suponga que en el punto A se deja en reposo, libremente, una carga q = +2,0 µC. 
d- Calcular la Energía Potencial Eléctrica de la carga q en la posición inicial. 
e- Calcular el Trabajo que hace la fuerza eléctrica sobre la carga q al moverse entre los puntos A y B. ¿El trabajo 
es positivo o negativo? 
f- La carga q, libremente, ¿se va a mover de la zona de mayor potencial hacia la zona de menor potencial? ¿o, al 
revés) ¿Qué ocurre con la energía potencial de la carga? 
g- ¿En qué cambia la situación si la carga q hubiera sido negativa? 
h- Comparar el procedimiento seguido para calcular el Trabajo con el procedimiento que tendría que haber 
seguido si se pedía calcular el trabajo a partir del campo eléctrico. ¿Cuál procedimiento es más sencillo? 
 
Problema 9 (Explicación en video): 
a) Calcular la resistencia de un alambre de cobre de 10,00 m de largo y 0,20 mm de diámetro. Calcular la longitud 
que tendría que tener el alambre para que su resistencia sea de 1,00 Ω. ¿Qué puede decir de la resistencia de los 
cables de cobre que se suelen usar para hacer las conexiones en un circuito eléctrico? 
b) Para obtener la misma resistencia del cable de cobre de 10,00 m inciso anterior, ¿qué diámetro tendría que 
tener si el cable fuera de aluminio? ρCu =1,72 10-8Ωm, ρAl =2,75 10-8 Ωm 
c) Calcular la corriente que circularía por el alambre del inciso a) si se conecta a una pila de 1,50 V. ¿Qué puede 
decir del valor de esta corriente? 
 
Problema 10: Se arma un circuito como el de la figura donde la fuente tiene un voltaje de 6,00 V y la R1= 1500 Ω. 
a- Calcular la intensidad de corriente eléctrica que circula por la resistencia. 
b- Explicar el significado físico del Voltaje. 
c- Explicar, cualitativamente, como es el movimiento de las cargas eléctricas en los 
conductores. 
d- Explicar el sentido convencional de la corriente eléctrica. 
e- Calcular la potencia entregada por la batería. ¿Cuál es su significado físico? 
f- Calcular la potencia disipada en las resistencias ¿Cuál es su significado físico? 
 
Problema 11: Analizar el circuito que se muestra en la figura. 
a- Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: 
- Las resistencias de 680 Ω y de 820 Ω están en paralelo. 
- Las resistencias de 680 Ω y de 960 Ω están en paralelo. 
- Las resistencias de 680 Ω y de 960 Ω están en serie. 
b- Calcular la resistencia equivalente del circuito. 
c- Calcular la corriente total en el circuito. 
d- Calcular la corriente que circula por cada resistencia. 
e- Calcular la diferencia de potencial en cada resistencia. 
f- Calcular la potencia total entregada a por la fuente. 
g- Calcular la potencia total disipada por la fuente. 
h- ¿qué ocurre si se rompe la resistencia de 960 Ω? 
i- ¿qué ocurre si se rompe la resistencia de 680 Ω? 
j- Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: 
- Si dos resistencias están conectadas en serie, la R-equivalente es mayor que cada una de las resistencias. 
- Si dos resistencias están conectadas en paralelo, la R-equivalente es menor que cada una de las 
resistencias. 
Q1 Q2 
 
Problema 12 (explicación en el video): 
a- Hallar la resistencia total del circuito 
b- Hallar la corriente que circula por la 
resistencia de 10,0 Ω y por la resistencia de 
60,0 Ω. 
 
 
 
 
 
Problema 13 (parte del problema está explicado en video): 
a- Dibujar las líneas de campo Magnético en el imán que se 
muestran en la figura. ¿Las líneas de campo magnético, 
son abiertas o cerradas? 
b- Graficar el vector campo magnético para cuatro posiciones 
diferentes (dos cercanas al polo norte pero a diferentes 
distancias, otra cercana al polo sur y otra en los laterales del imán) 
c- Si se parte el imán, ¿se podría llegar a obtener polos separados? Explicar. 
 
Problema 14 (explicación en el video): Una partícula cargada negativamente entra en una región con un campo 
magnético uniforme el cual es perpendicular a la velocidad de la partícula. Suponga que B es saliente de la hoja y 
la velocidad tiene la dirección “norte-sur”, con sentido hacia el norte. 
a- ¿la energía cinética de la partícula aumenta, disminuye o permanece igual? Explique su respuesta. (Ignore la 
gravedad y considere que no hay campos eléctricos). 
b- Haga un gráfico mostrando las magnitudes relacionadas con la situación. 
 
Problema 15 (explicación en el video): En la Figura, se muestra un largo alambre 
recto que conduce una corriente I con sentido hacia afuera de la hoja, es decir, 
hacia el lector. Indicar, con flechas adecuadas (teniendo en cuenta dirección, 
sentido y los módulos), la dirección del campo magnético B generado por la 
corriente, en cada uno de los puntos C, D y E en el plano de la hoja. 
 
 
 
Problema 16 (explicado en video): En el esquema, se muestran tres espiras ubicadas en diferentes posiciones con 
respecto a un Campo magnético uniforme. Las tres espiras tienen la misma área. 
a- ¿en cuál estira el flujo magnético es cero? 
b- ¿en cuál esquema el flujo magnético es mayor? 
 
 
 
 
Problema 17 (explicado en video): Se dispone de un circuito cerrado formado por una espira rectangular y un 
foco, la conexión se muestra en la figura. Se ubica la espira en presencia de un campo magnético uniforme, de 
manera tal que el plano de la espira es perpendicular a las líneas de campo (observar el cuadro (a) de la figura). 
a- Explicar lo que se observa en el foco si la espira permanece en reposo en la posición indicada anteriormente 
(solo el cuadro (a) de la figura). Justificar 
b- Si la espira comienza a girar, explicar lo que se observa en el foco para cada uno de los intervalos mostrados en 
la figura. Justificar. 
c- ¿Se pueden obtener los mismos resultados de la situación anterior, pero manteniendo fija la espira y variando 
la distancia entre los polos de los imanes? Explique. 
d- ¿En qué variaría lo que se observa en la situación mostrada en el ítem b) si en vez de un foco común, se tuviera 
conectado un LED? Para contestar la pregunta, averiguar las características generales de un LED. 
 
N S 
B 45º 
 
12,0 V 
10,0  
90,0  40,0  
20,0  
20,0  
30,0  
60,0  
80,0  
 
 
 
 
 
 
 
Otros Problemas 
 
Problema 18: Con el objeto de hacer control de plagas, se lleva a cabo la pulverización sobre el cultivo en un 
determinado campo. Esta consiste, básicamente, en la fragmentación y distribución de un líquido en forma de 
gotas muy pequeñas. A continuación, se presentan dos situaciones, la primera (A), referida a una pulverizadora 
con sistema hidráulico común y la otra (B), a una pulverización electrostática. Analizar ambas situaciones. 
 
A- Una máquina pulverizadora con sistema hidráulico convencional, produce gotas de agua que se esparcen en 
el aire. 
a- Si prestamos atención a una de estas gotas de agua ¿tiene cargas eléctricas? ¿cuál será su carga eléctrica 
neta? 
b- Una vez que las gotas de agua salen de la boquilla de la máquina pulverizadora al aire, ¿qué es lo que 
determina la trayectoria de las mismas? (piense en una situación ideal, donde no hay interacción con el 
aire y en una situación donde sí la haya). 
 
B- Una pulverización electrostática asistida por aire produce cargas eléctricas sobre las gotas de líquido que son 
transportadas hacia el objetivo (la superficie de cultivo) por una corriente de aire. Las cargas eléctricas sobre 
la superficie de las partículas pulverizadas determinan que éstas sean atraídas por el objetivo hacia el cual 
fueron dirigidas. 
Este sistema permite utilizar fuerzas eléctricas para 
controlar el comportamiento de las gotas que salen al aire, 
ayuda al cambio de su trayectoria hacia el objetivo, las 
gotas modifican sus trayectorias y cubren áreas del blanco 
que no podrían ser cubiertas por sistemas convencionales. 
Se produce un efecto de "envoltura" sobre el objetivo que 
hace que el rocío se adhiera a la superficie en lugar de 
viajar más allá del objetivo, alejándose o cayendo al suelo. 
El resultado proporciona más del doble de la eficiencia de deposición de los pulverizadores y nebulizadores 
hidráulicos tradicionales. 
Otra ventaja que se mencionan con respecto a este sistema, es que las gotas de agua no se fusionan durante 
el camino, lo que proporciona una cobertura más uniforme en toda la planta. 
 
a- En una publicación especializada, se puede observar el siguiente esquema con respecto a una 
pulverizadora electrostática asistida por aire. Contestar: 
i- ¿De qué signo es la carga neta de las gotitas del líquido que se desea aplicar? 
ii- Para que el sistema funciones, las hojas de la planta que es fumigada, ¿debe tener carga neta 
negativa? 
iii- Describir, cualitativamente, lo que hace que las gotitas de líquido se adhieran más a la superficie de 
las hojas y lleguen a cubrir más superficie de la hoja. 
 
b- En el siguiente esquema se muestra el depósito típico –del líquido 
pulverizado- sobre la cara superior y la cara inferior de una hoja de cultivo. 
Indicar cuál corresponde a un vapor electrostático y cuál a un vapor 
hidráulico tradicional. 
 
 
c- En el esquema, ¿qué representan las manchas negras de mayor tamaño? 
d- Explicar por qué, para el caso de la pulverizadora electrostática, las gotitas del líquido que se esparce no se 
fusionan tanto en el proceso de fumigación. 
 
Problema 19 (explicaciónen video): Supongamos que la corriente en el circuito de la figura es 
30 mA y que la resistencia R1= 300 Ω. Calcular: 
a- la Diferencia de potencial que proporciona la batería, 
b- la potencia entregada por la batería 
c- la potencia total disipada en las resistencias 
 
Problema 20 (explicación en video): Las figuras de este problema muestran el diagrama V vs I para dos 
componentes distintos. 
a- Indicar cuál de los dos componentes puede tratarse de una resistencia óhmica. Justificar. 
d- ¿Cuál es el valor de la resistencia del componente 1 cuando está sometido a un voltaje de 20,0 V? 
e- Qué tensión debe aplicarse al componente 1 para que sea recorrido por una corriente de 0,700 A? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 21 (explicación en el video): Dibuje un circuito serie con una fuente de alimentación de 6,00 V y 3 
resistencias conectadas en serie, los valores de las mismas son: de 200 Ω , 1600 Ω, y 3000 Ω. Conteste: 
a- ¿En cuál resistencia se medirá más tensión? Explique. 
b- Determine el valor de la intensidad de corriente que circula por cada resistencia (y el de la corriente total del 
circuito, si fuera distinta). 
c- Determine el valor la diferencia de potencial en los bornes de cada resistencia. 
d- ¿Cuál es la potencia entregada por la fuente? 
e- Calcular la potencia disipada en cada resistencia y la potencia total disipada. 
f- Explicar qué modificaciones ocurren en el circuito si se rompiera la resistencia de 1600 Ω 
g- Contestes las mismas preguntas anteriores (del inciso -a hasta el f-), pero ahora si la conexión entre las 
resistencias hubiera sido en paralelo. 
h- ¿Qué tipo de conexión es la domiciliaria? Explique 
i- Suponga que tiene un circuito eléctrico armado y quiere aumentar la corriente total del circuito. No dispone de 
otra fuente mayor, solo tiene resistencia para agregar al circuito. ¿Puede lograr el objetivo de aumentar la 
corriente? ¿Cómo sería la conexión? Explique 
 
 
 
Problema 22: Para cada uno de los circuitos mostrados en la figura 1 y en la figura 2: 
a- Hallar la resistencia equivalente entre los puntos a y b 
b- Si la caída de potencial entre a y b es 12,0V, hallar la corriente en cada resistencia. 
c - Calcular la potencia disipada por cada resistencia y la entregada por la fuente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 23 (explicación en video): Una resistencia de carbón de 10.000 Ω usada en circuitos electrónicos se 
diseña para disipar una potencia de 0,250 W. 
a) ¿Cuál es la corriente máxima que puede transportar esta resistencia? 
b) ¿Qué voltaje máximo puede establecerse? 
 
Problema 24 (explicación en video): Efecto Joule es el nombre que recibe el fenómeno por el cual se produce el 
calentamiento de los conductores por los que circula una corriente eléctrica. 
a- Pensar ejemplos de dispositivos donde se aprovecha el Efecto Joule para obtener algún beneficio. 
b- Pensar ejemplos de dispositivos donde el Efecto Joule es un fenómeno no deseado. Averiguar qué dispositivos 
se colocan en los artefactos para disminuir el calentamiento de los componentes. 
 
Problema 25: Uso de instrumentos para medir Corriente 
Eléctrica y Diferencia de Potencial (o Voltaje). 
Se quiere medir la corriente y el voltaje en una resistencia que 
se conecta a una fuente eléctrica. Para ello se utilizan dos 
multímetros, uno en función “amperímetro” y el otro en 
función “voltímetro”. El instrumento que mide corriente eléctrica se llama 
amperímetro y el instrumento que mide voltaje se llama voltímetro. Cuando el multímetro funciona como 
amperímetro, la resistencia interna del aparato es muy pequeña, cuando funciona como voltímetro, la resistencia 
del aparato es muy grande. Para hacer las mediciones, los instrumentos se podrían conectar de cualquiera de las 
dos formas siguientes: 
En el esquema del circuito, la A encerrada en un círculo representa al Amperímetro y la V encerrada en un círculo 
representa al voltímetro. 
a- Analizar la diferencia entre los dos circuitos anteriores. 
b- Tachar lo que no corresponda: 
- Para medir la corriente que circula por una resistencia, el amperímetro se debe conectar en serie/paralelo 
a la resistencia. 
- Para medir el voltaje en los extremos de una resistencia, el voltímetro se debe conectar en serie/paralelo a 
la resistencia. 
 
Problema 26: ¿Cuál es el sentido de la corriente eléctrica inducida para cada una de las situaciones que se 
muestran en la figura? 
 
 
 
 
 
 
a b 
200 
 
150 
 
300 
 
60 
 
Figura 1
 
 450
 260
 200
 60 100
 350
 180
a 
b 
Figura 2
 
 V 
A 
V 
R 
 
 
I 
 V 
A 
V 
R 
 
 
I