¿Para qué en un auricular telefónico es necesario tener un imán un permanente? ¿Por qué la intensidad del campo magnético de este imán debe ser mayor que la que la intensidad máxima del campo magnético creado por la corriente que pasa por el devanado de la bobina del aparato telefónico?

Solución

Sin un imán permanente tendríamos una duplicación de la frecuencia de oscilaciones. En este caso, durante el paso de la corriente sinusoidal a través de la bobina del teléfono, la membrana realizará dos oscilaciones durante un periodo de oscilaciones de la corriente, puesto que el gráfico de la intensidad del campo magnético H, creado por esta corriente tendría la forma representada en la fig. 485. a, y la fuerza de atracción de la membrana no depende del signo H.

Estando presente un imán permanente que crea un campo magnético, cuya intensidad supera la intensidad máxima del campo de la corriente, el grafico de intensidad resultante tiene la forma representada en la fig. 485, b. por eso, una oscilación de la corriente corresponderá a una oscilación de la membrana y la distorsión de sonido será menor.

Encontrar la frecuencia de las oscilaciones propias en un circuito, constituido por un solenoide de longitud l = 15 cm, de área de la sección trasversal S1 = 1 cm2, y un condensador plano, cuyas placas tienen área S2 = 6 cm2, siendo la distancia entre ella d = 0,1 cm. El número de espiras del solenoide es N = 1000.

Solución

La frecuencia de las oscilaciones propias es v = 1 / 2π

Como

Entonces

v=24

Un circuito eléctrico consta de un condensador con capacidad constante y una bobina, en la cual se puede introducir un núcleo. Un núcleo está prensado del polvo de un compuesto de hierro magnético (ferrita) y es aislante. El otro núcleo fue hecho de cobre. ¿Cómo cambiará la frecuencia de las oscilaciones propias del circuito, sí introducimos en la bobina: 1) ¿el núcleo de cobre? 2) ¿el núcleo de ferrita?

Solución

La frecuencia de oscilaciones propias del circuito se determina por la formula de Thomson: ω = 1 /

1) Si en la bobina hay un núcleo de cobre, entonces en las variaciones periódicas del campo magnético de la bobina surgirán en el núcleo unas corrientes inducidas (corriente de Foucault), cuyo campo magnético debilitará el campo magnético de la bobina. Esto conducirá a la disminución de la inductancia de la bobina y por consiguiente, al aumento de la frecuencia ω.

2) Si introducimos en la bobina un núcleo de ferrita, entonces el campo magnético de la bobina aumentará. Por lo tanto, aumentará la inductancia L de la bobina y la frecuencia ω disminuirá.

¿Qué pasara si, unimos, a través de un superconductor, un condensador cargado con un condensador del mismo tipo pero sin carga?

Solución

En el sistema aparecerán oscilaciones inamortiguadas (si prescindimos de las pérdidas insignificantes de energía en la radiación de las ondas electromagnéticas).En el momento cuando la carga esta distribuida uniformemente entre los condensadores, la energía del campo electrostático es mínima, pero la intensidad de la corriente y la energía del campo magnético serán máximas. La energía total no cambia, sino tiene lugar la transformación de una forma de energía en la otra.

A las placas de desviación verticales de un oscilógrafo se aplica una tensión y a las placas de desviación horizontales, una tensión.Encontrar la trayectoria de un rayo electrónico en la pantalla del oscilógrafo, si las diferencias de fases entre las tensiones en las placas son y .

Solución

El desplazamiento de un rayo electrónico bajo la influencia de la tensión aplicada a lo largo, de la vertical, se escribe de la siguiente forma

(Véase el problema559). A lo largo de la horizontal (eje y) el desplazamiento del rayo es

Para obtener la trayectoria hace falta excluir el tiempo de las ecuaciones dadas. Después de hacer algunas transformaciones simples tendremos

Si entonces Esta es la ecuación de una elipse. Si entonces y, o sea, las oscilaciones del rayo ocurren a lo largo de la recta que forma con el eje x un ángulo determinado por la igualdad (fig. 486).

En la fig. 235 está representado un circuito constituido por una batería E, una lámpara de neón N, un condensador C y una resistencia R. La característica de la lámpara de neón (dependencia de la corriente en la lámpara con relación a la tensión) tiene la forma que vemos en la fig. 236. Para tensiones pequeñas la corriente no pasa por la lámpara. Cuando el potencial en la lámpara alcanza la magnitud (potencial del encendido), la lámpara se enciende, la corriente alcanza, de un salto, la magnitud final y, posteriormente, crece proporcionalmente a V. Al disminuir la tensión, la caída de la corriente transcurre con más lentitud que su aumento. La lámpara se apaga alcanzando el potencial de extinción . Representar gráficamente la dependencia aproximada de la variación de la tensión, en el condensador, en función del tiempo, cuando la llave K se cierra.

Solución

La dependencia de la tensión respecto al tiempo está representada en la fig. 487. La tensión en el condensador (curva Oa) crece hasta el momento cuando alcanza el valor . En este momento, la lámpara se enciende y el condensador se descarga a través de la lámpara (curva ab), mientras que la tensión no caiga hasta el valor . Luego, el proceso se repite. Surgen, entonces, las llamadas oscilaciones de relajación, cuyo período es .

Las corrientes de la carga y de la descarga del condensador no son constantes, porque dependen de la tensión existente en el condensador (por ejemplo, durante la carga, la corriente disminuye con el aumento de la tensión). Por eso Oa, ab, bc, etc. no son segmentos de la recta.

¿Cómo cambiará el período de las oscilaciones de relajación en el circuito de una lámpara de neón (véase el problema 676) con la variación de la capacidad del condensador C y de la resistencia R?

Solución

Al aumentar la capacidad, el tiempo de la carga del condensador hasta el potencial, y el tiempo de descarga del condensador hasta el potencial crecerá. Por consiguiente, crecerá también el período. El aumento de R provocará la disminución de la corriente de la carga del condensador y por lo tanto, conducirá al aumento del período.

Un condensador plano que forma parte de un circuito oscilatorio está hecho de modo que sus placas pueden desplazarse las unas respecto a las otras. ¿De qué manera, por medio del movimiento de las placas, puede realizarse la amplificación paramétrica del circuito?

Solución

Cuando la carga en las placas del condensador llega a su valor máximo, es necesario separar las placas. Para vencer las fuerzas de atracción entre estás hace falta realizar un determinado trabajo. Está trabajo se efectúa para aumentar la energía del circuito. Cuando la carga es nula, las placas deben colocarse en posición inicial. En este caso, la energía en el circuito no cambiará.