Problemas Relación 4. (R4) Electromagnetismo, 3º de Física

R4-1
Problemas Relación 4. (R4)
Electromagnetismo, 3º de Física
1.
En el circuito de la figura el voltímetro (V) mide 8 Voltios y el amperímetro (A) mide 2 Amperios .
a) Calcular la corriente por cada
una de las resistencias.
b) Calcular R1 y R2
c) Calcular la caída de tensión en
cada resistencia.
d) Calcular
la
potencia
suministrada por la pila.
e) Si entre los puntos a y b se
añade un condensador de 10 µF.
¿Qué carga adquirirá?.
2.
En el circuito de la Figura se encuentra que entre A y B hay una diferencia de potencial de 10V. Por
R1 se mide una intensidad I=1.20 A. Además, se sabe que ε=20V y que R1=R2.
a)
Determinar la intensidad que pasa por cada rama del
paralelo de resistencias iguales, R.
b) Determinar el valor de R
c) Calcular las caídas de potencial en las resistencias
R1 y R2
d) Obtener la potencia disipada en cada resistencia así
como la potencia suministrada por ε. Hacer un
balance de energía.
e) Determinar la diferencia de potencial entre C y B
(VC - VB)
C
ε
R1
R2
A
R R R
B
3.
En el circuito de la Figura los valores de las resistencias vienen en Ohmios. El elemento X es una
resistencia de valor desconocido. Se sabe que a través de R2 pasa una corriente de 0.5A
a) Determinar la diferencia de potencial entre A y C (VA-VC)
b) Calcular la caída de potencial en la resistencia R1 así como la corriente que la atraviesa
c) Determinar la corriente Ix que cruza por el
elemento X
d) Calcular la resistencia equivalente del paralelo R3
y R4
e) Determinar la diferencia de potencial entre B y D
f) Determinar la diferencia de potencial entre A y B,
así como el valor de la resistencia X
g) Calcular la potencia generada por la batería.
Determinar, también, la potencia disipada en R2
4.
Una línea de transmisión de energía eléctrica tiene una resistencia de 0.02Ω/km. Calcular la pérdida
de potencia I2R si se ha de transmitir una potencia de 200kW desde una central generadora a una
ciudad distante 10Km de aquella a (a) 220V y (b) 4.4kV
R4-2
5.
En el circuito de la Figura (tipo ladder o escalera) las cajas representan resistencias iguales de
Rc=1Ω. Por la Rc del extremo derecho circula una intensidad impuesta de 1A.
a) Determinar la caída de voltaje (o intensidad) en cada resistencia (desde la derecha hacia la
izquierda). Comente si observa alguna regularidad en la sucesión obtenida.
b) Determinar el voltaje, V, en los terminales de entrada y la resistencia equivalente de la escalera.
Rc
V
1A
ELEMENTO
c)
En referencia al circuito de la figura, calcular la ddp entre los puntos M y N (VM-VN) y entre M y P.
R1
2
+
V1
2V
V2
4V
M
+
6.
Suponga que la resistencia de una escalera muy larga es R y que al añadir un elemento (doble R)
más, por la izquierda, la resistencia no varía. Determine así la R de una cadena infinita (explique
por qué). Compare con el valor obtenido en (b)
R2
3
R3
3
R4
5
P
+
V3
4V
R5
22
N
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7.
Se conecta un generador de corriente alterna con impedancia de salida (en serie) Zo a una impedancia
de carga ZL. Demostrar que se cede la máxima potencia a la carga cuando ZL =Zo*.
8.
En el circuito de la figura se trata de compensar el factor de potencia intercalando en paralelo con la
carga, ZL=3.5/25º (Ω), el banco de condensadores (punteado). Determinar el valor de potencia en
cuadratura (QC en VAr) necesario para
I1
mejorar el factor de potencia a 0.95
(retrasado, es decir, inductivo). (Observar
que la potencia cedida al circuito, P, es la
I2
misma antes y después de intercalar el
ZL
240/0º V
banco de condensadores). Determinar,
también, el porcentaje de reducción logrado
en la potencia aparente (S en VA). SOL:
QC=1027 Var (cap), 4.6%.
R4-3
9.
Se tiene un circuito serie RLC alimentado por un generador de tensión, variable en frecuencia. Los
valores de los elementos son: R=100Ω , L=0.50H y C=0.4µF. a) Determinar la frecuencia de
resonancia. b) Expresar la potencia disipada en términos de ω, L, C y R y deducir a qué frecuencias
dicha potnecia es la mitad de la disipada en resonancia. c) Determinar el ancho de banda y el factor
de calidad.
10. Se alimenta un circuito RL serie con un generador de frecuencia variable y tensión 100V. Los valores
de los elementos son: R=20Ω , L=10m H. Completar la tabla siguiente:
ω (rad/s) XL (Ω) R (Ω)
0
500
1000
2000
5000
|Z|, /Z
|I|, /I
siendo I el fasor intensidad en el circuito y Z la impedancia de la asociación RL. Dibujar los fasores
I a las diferentes frecuencias en un mismo gráfico (lugar geométrico); comentar el resultado.