Inducción Electromagnética y Energía de Ondas Planas: Ejercicios Resueltos
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Ejercicios sobre Inducción Electromagnética y Energía de Ondas Planas
1. Lazo Conductor Circular en Campo Electromagnético
Un lazo conductor circular de radio a se sitúa en el vacío en el campo electromagnético de una onda plana, de longitud de onda λ >> a y la amplitud de la intensidad del campo eléctrico es E. ¿Cómo se debe ubicar el lazo para que la fuerza electromotriz inducida en él sea máxima? Determine la amplitud de la fuerza electromotriz inducida en tal caso.
2. Lazo Conductor Rectangular en Campo Electromagnético
Un lazo conductor rectangular con lados a y b se sitúa en el vacío en el campo electromagnético de una onda sinusoidal plana. La amplitud de la intensidad del campo eléctrico de la onda es E y su longitud de onda es λ >> a. El lazo se orienta como se muestra en la figura. Determine la amplitud de la fuerza electromotriz inducida en el lazo de dos maneras: usando la ley de Faraday y calculando la integral de línea de E a través del lazo.
3. Energía Transformada en Calor por Pantalla Absorbente
Una onda plana sinusoidal que se propaga en el vacío incide perpendicularmente sobre una pantalla plana absorbente. La pantalla absorbe la energía de la onda casi completamente. La amplitud del campo eléctrico de la onda es E. Determine la energía que se transforma en calor por unidad de área de la pantalla en el tiempo t.
4. Radiación Solar y Onda Equivalente
Se encuentra mediante mediciones que la radiación que llega a la Tierra desde el Sol transfiere en el tiempo t una energía Ws por unidad de área a una pantalla negra perpendicular a los rayos. Esta radiación está compuesta de muchos componentes de diferentes frecuencias y de diferentes polarizaciones. Aproximando la onda total por una onda plana linealmente polarizada, encuentre los valores de E y H de esta onda equivalente.
5. Interferencia de Ondas Planas con Polarización Circular
Dos ondas planas de igual frecuencia y fase se propagan en la misma dirección. Ambas tienen polarización circular, pero en sentidos opuestos. Las amplitudes de las intensidades del campo eléctrico de las dos ondas son e1 y e2. Encuentre la polarización de la onda resultante en términos de e1 y e2.
6. Longitudes de Onda de Ondas Electromagnéticas Planas
Encuentre las longitudes de onda de ondas electromagnéticas planas que se propagan en el vacío y tienen las siguientes frecuencias: 60 Hz, 1000 Hz, 10E5 Hz, 10E8 Hz y 10E9 Hz.