Física 2: Electricidad y magnetismo: problemas de práctica y preguntas de examen

Cargas eléctricas, fuerzas y campos, circuitos de corriente continua, condensadores y circuitos RC, y corriente alterna: el segundo semestre de física universitaria.

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Pack de repaso (PDF)Hojas de fórmulas, pasos de los métodos y problemas de práctica con soluciones completas, listos para imprimir.

Temas de esta asignatura

  1. Ley de Coulomb y campo eléctricofuerza entre dos cargas · campo entre dos cargas · fuerzas en ángulo rectocálculos
  2. Resistencias en serie y en paralelo3 resistencias · 4 resistencias · escalera de 6 resistenciascálculos
  3. Transitorios RC y RLcarga RC · circuito RL · condensador con carga inicialcálculos
  4. Campos magnéticos e induccióncampos de las corrientes y fuerzas magnéticas · partículas cargadas, Faraday y Lenz · generadores, inductancia y haces de partículascálculos
  5. Impedancia y fasores en alternaRL en serie · RLC en serie · tensión del condensador y resonanciacálculos

Consejos para el examen de Física 2: Electricidad y magnetismo

  • Las fuerzas y los campos de varias cargas se suman como vectores: dibuja cada uno antes de sumarlos.
  • Pasa los µC a C y los cm a m antes de aplicar la ley de Coulomb.
  • Un condensador bloquea la corriente continua una vez cargado; la constante de tiempo τ = RC determina lo rápido que ocurre.
  • Para las fuerzas magnéticas y las corrientes inducidas, dibuja ⊗ y ⊙ y usa la regla de la mano derecha siempre: la mayoría de los puntos perdidos son por sentidos equivocados.

Ejemplos resueltos

Ley de Coulomb y campo eléctricoFácil
++4 µC++1 µCr = ?

Las cargas puntuales de +4 µC y +1 µC ejercen entre sí una fuerza de 20 N. ¿A qué distancia r están? Da el resultado en cm. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q1 = +4 µCq2 = +1 µCF = 20 N

Calcula r (cm)

Mostrar pistas
  1. Despeja r de la ley de Coulomb.
  2. r = √(k·|q₁·q₂|/F).
  3. r² = 0,001798 m².
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Coulomb’s law: two point charges attract or repel with F = k·|q₁·q₂|/r², with k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². The field of a point charge is E = k·|q|/r², pointing away from a positive charge and towards a negative one. Forces and fields from several charges add as vectors.

Despeja la distancia

r = √(8,99 × 10⁹·4 × 10⁻⁶·1 × 10⁻⁶/20) = 0,0424 m
r = 4,24 cm

Respuesta

r = 4,24 cm
Resistencias en serie y en paraleloMedia
R1​ = 6 ΩIR1​R3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Halla la corriente IR1 que entrega la fuente, que pasa por R1.

V1 = 18 VR1 = 6 ΩR2 = 3 ΩR3 = 3 ΩR4 = 6 Ω

Calcula IR1 (A)

Mostrar pistas
  1. Reduce la red paso a paso. En serie, las resistencias se suman. Dos resistencias en paralelo se combinan como R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₃ y R₄ llevan la misma corriente, así que están en serie. Esa rama está en paralelo con R₂, y el resultado en serie con R₁.
  3. Req = 8,25 Ω.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Resistencias en serie y en paralelo: en serie, la misma corriente pasa por cada resistencia y R = R₁ + R₂ + …. En paralelo, cada resistencia tiene la misma tensión y 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Una red en escalera se reduce por parejas hasta que queda una sola resistencia equivalente.

R1​ = 6 ΩR3​ = 3 Ω+−V1​18 VR2​3 ΩAR4​6 ΩB

Combina las resistencias desde el extremo más lejano

Empieza por el extremo más alejado de la fuente y avanza hacia ella. Las resistencias con la misma corriente están en serie; las que están entre los mismos dos nodos, en paralelo.

R3 + R4 = 3 + 6 = 9 Ω
R2 ∥ 9 = 3·9/(3+9) = 2,25 Ω
Req = R1 + 2,25 = 6 + 2,25 = 8,25 Ω

Corriente de la fuente

La fuente solo ve Req, así que la ley de Ohm da la corriente que entrega. Esa corriente pasa por R₁.

IR1 = V1/Req = 18/8,25 = 2,182 A

Respuesta

IR1 = 2,182 A

Cómo funciona la práctica

  • «Practicar esta asignatura» mezcla problemas de todos sus temas, como en un examen real.
  • Cada problema tiene valores nuevos, así aprendes el método y no una respuesta.
  • ¿Te has atascado? Abre primero una pista pequeña y la explicación completa solo cuando la necesites.
  • Los simulacros de examen son cronometrados y no tienen pistas; al final recibes tu nota y una revisión completa.

Calculadoras para esta asignatura

Calculadora de resistencias en serie y en paraleloCalculadora de divisor de tensiónCalculadora de la constante de tiempo RCCalculadora de impedancia RLCCalculadora de la ley de CoulombCalculadora de la ley de Ohm (tensión, corriente, resistencia y potencia)Calculadora del código de colores de resistencias (4, 5 y 6 bandas)Calculadora de condensadores (serie, paralelo, carga y energía)Calculadora de campo magnético (hilo, espira, solenoide y toroide)

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