Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 1. Una partícula, que se mueve con aceleración constante a = 2 i + 3 j + k (S.I.), pasa por el origen de coordenadas en el instante inicial (t = 0)con una velocidad - 3 i - 2 j (S.I.). a) Escribir las expresiones de la velocidad y las ecuaciones de la trayectoria en función del tiempo. b) Determinar el instante en que la velocidad es mínima y el valor de ésta. c) Dígase que tipo de trayectoria sigue la partícula (circular, rectilínea, elíptica, u otra). Puesto que la aceleración es constante, las expresiones de la velocidad y del vector de posición serán: v = v 0 + at r = r0 + v 0t + 12 at 2 a) Sustituyendo en estas expresiones las condiciones propuestas, obtenemos: æ -3 + t 2 ÷ö æ ö æ2÷ö ç çç-3÷÷ ç ÷ ç 1 ÷ r = çç-2÷÷ t + ççç3÷÷ t 2 = çç-2 + 1.5t 2 ÷÷÷ çç ÷ 2 çç1÷÷ ççè 0 ÷÷ø è ø çè 0.5t 2 ø÷÷ æ ö æ ö æ ö çç-3÷÷ çç2÷÷ çç-3 + 2t ÷÷ ÷ ÷ ÷ v = çç-2÷ + çç3÷ t = çç-2 + 3t ÷ ççè 0 ÷ø÷ ççè1÷÷ø ççè t ÷÷ø y las ecuaciones paramétricas de la trayectoria son x = -3 + t 2 y = -2 + 1.5t 2 z = 0.5t 2 b) La celeridad o módulo de la velocidad viene dado por v 2 = (-3 + 2t ) 2 + (-2 + 3t ) 2 + t 2 = 14t 2 - 24t + 13 de modo que derivando con respecto al tiempo e igualando a cero (condición de máximo o de mínimo), tenemos: d(v 2 ) 24 6 = 28t - 24 = 0 t = = s dt 28 7 y la celeridad en ese instante es v 2 = 14 36 6 504 -1008 + 637 133 - 24 + 13 = = = 2.71 (m/s) 2 49 7 49 49 v = 1.65 m/s c) Con carácter general, cualquier movimiento en el que la aceleración sea constante presenta una trayectoria parabólica. El paradigma de tales movimientos es el movimiento de un proyectil en el campo gravitatorio. Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 2. Un cilindro de radio R rueda sin deslizar, sobre una superficie plana y horizontal, con una velocidad angular , constante en módulo dirección y sentido. Determinar: a) la velocidad y la aceleración de los puntos del eje del cilindro. b) Ídem de un punto P del cilindro, de coordenadas (x, y, 0). c) Ídem de los puntos I del cilindro que instantáneamente están en contacto con la superficie plana. Se trata de un movimiento plano en el que el eje instantáneo de rotación (EIR) coincide con la generatriz del cilindro que en cada instante está en contacto con la superficie plana. a) Calculamos la velocidad del punto O a partir del punto I (CIR) y æç 0 ö÷÷ æç 0 ö÷÷ çæw Rö÷÷ v O = v I + ω ´ IO = ççç 0 ÷÷´ççç R÷÷ = ççç 0 ÷÷ çç-w ÷÷ çç 0 ÷÷ çç 0 ÷÷ è ø è ø è ø æw Rö æ0ö dv 0 d çç ÷÷÷ çç ÷÷÷ aO = = çç 0 ÷ = çç0÷ = 0 dt dt çç 0 ÷÷ çç0÷÷ è ø è ø P O vP vO x ω aI I b) Para un punto genérico P tenemos çæw R÷÷ö çæ 0 ÷÷ö çæ x ÷÷ö çæw R + w y ÷÷ö çæw ( R + y )÷÷ö v P = v O + ω ´ OP = ççç 0 ÷÷ + ççç 0 ÷÷´ççç y ÷÷ = ççç -w x ÷÷ = ççç -w x ÷÷ ÷ ÷÷ ççè 0 ø÷÷ èçç-w ø÷÷ èçç 0 ø÷÷ èçç 0 0 ø÷ èçç ø æ 0 ö÷ æ w y ) ö÷ æç-w 2 y ÷ö ç ÷ ç ÷ dω ÷ ç a P = aO + ´ OP + ω ´ ω ´OP = ççç 0 ÷÷´ççç-w y ÷÷ = çç-w 2 y ÷÷÷ ÷ ÷ ç dt çèç-w ø÷ èçç 0 ø÷ çèç 0 ÷ø÷÷ ( ) c) Aunque la velocidad del punto I del cilindro es instantáneamente nula, su aceleración no es nula. La calculamos a partir de la aceleración del punto O: æ ö æç 0 ÷ö÷ éêçæ 0 ÷ö÷ çæ 0 ÷ö÷ùú çæ 0 ÷÷ö çæ-w R÷÷ö çç 02 ÷÷ dω ç ç ç ç ç a I = aO + ´ OI + ω ´ ω ´OI = çç 0 ÷÷´ êçç 0 ÷÷´çç-R÷÷ú = çç 0 ÷÷´çç 0 ÷÷ = çç-w R÷÷÷ ÷ ê ÷ ÷ú ÷ ÷ ç dt ÷ èçç-w ø÷ êëèçç-w ø÷ èçç 0 ø÷úû èçç-w ø÷ çèç 0 ø÷ çè 0 ÷ø ( ) Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 B 3. La barra AB de la figura tiene sección recta uniforme, masa 25 kg y longitud 1 m. Determinar el ángulo correspondiente al equilibrio. A 30º 45º De la figura, se siguen fácilmente las siguientes relaciones entre ángulos: a + a ¢ + q = 90º a ¢ = 90º -(a + q ) b + b ¢ - q = 90º b ¢ = 90º -(b - q ) y A NB NA x ’ G Aplicando las ecuaciones cardinales de la estática, tomando momentos en G : ’ B mg ì ï ï ï [1] N A sen a = N B sen b ï ï ï ï í [2] N A cos a + N B cos b = mg ï ï ï l l ïï [3] N A sen a ¢ = N B sen b ¢ ï 2 2 ï î G Puesto que tan sólo estamos interesados en determinar el valor del ángulo correspondiente a la posición de equilibrio, podemos eliminar fácilmente las reacciones en los apoyos de entre las ecuaciones [1] y [3]: ïüï ý ¸ N A cos(a + q ) = N B cos(b - q )ïþï N A sen a = N B sen b sen a sen b = cos(a + q ) cos(b - q ) de modo que, desarrollando las expresiones trigonométricas, tenemos sen a sen b = cos a cos q - sen a sen q cos b cos q + sen b sen q sen a cos b cos q + sen a sen b sen q = cos a sen b cos q - sen a sen b sen q 2sen a sen b sen q = (cos a sen b - sen a cos b ) cos q sen(b - a) sen15º = = 1.3660 q = 20º tg q = 2sen a sen b 2sen 30º sen 45º Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 4. Una masa puntual m está unida a un hilo inextensible de masa despreciable y longitud l. La masa se deja caer desde la posición horizontal con velocidad inicial nula, como se indica en la figura. Determinar, en función del ángulo θ, la velocidad de la masa, la aceleración tangencial, la aceleración normal y la tensión de la cuerda. Particularizar los valores de las magnitudes anteriores para θ = 0º y θ = 90º. l m Conservación de la energía l 1 0 = -mgh + mv 2 v = 2 gh = 2 gl sen q 2 h N La aceleración centrípeta o normal se determina fácilmente por tratarse de una trayectoria circular: m mg an = v2 = 2 g sen q l La aceleración tangencial se obtiene a partir de la ecuación del movimiento tangencial: mg cos q = mat at = g cos q También podemos obtenerla como la derivada de la celeridad (módulo de la velocidad): at = 2 gl sen q dv dv dq dv v d cos q = =w = = g cos q 2 gl sen q = 2 gl dt dq dt dq l dq l 2 sen q El módulo de la aceleración es a = at2 + an2 = g 2 cos 2 q + 4 g 2 sen 2 q = g 1 + 3sen 2 q . Para determinar la tensión de la cuerda, escribimos la componente radial de la ec. del movimiento: N - mg sen q = man N = m ( g sen q + an ) en la que sustituimos el valor de la aceleración normal para obtener la tensión en función del ángulo θ: N = m( g sen q + 2 g sen q ) = 3mg sen q ángulo velocidad ac. tangencial ac. normal mód. aceleración tensión 0º 0 g 0 g 0 90º 2gl 0 2g 2g 3mg Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 5. Una bola hueca, de espesor despreciable, masa m y radio r, se lanza rodando por un plano horizontal con velocidad de su centro v0 y recorre un bucle situado en un plano vertical, siempre rodando, de radio R, del cual se despega cuando forma un ángulo θ con la horizontal, tal como se indica en la figura. Hállese: a) El momento de inercia de la bola con respecto a un eje diametral. b) La velocidad v0 que debe de tener para que se despegue en θ. R m,r v0 a) Puesto que toda la masa de la bola se encuentra situada a la misma distancia de su centro, el momento de inercia con respecto a este es I O = mr 2 . Entonces, aplicando el teorema que nos dice que la suma de los momentos con respecto a tres ejes perpendiculares que se interceptan en un punto es igual al doble del momento de inercia con respecto a dicho punto, tenemos I xx + I yy + I zz = 2 I O 3I D = 2 I O 2 I D = I = mr 2 3 b) Puesto que la bola rueda sin deslizar en todo momento, no hay disipación de energía por rozamiento, de modo que la energía total de la bola permanece constante. Podemos escribir 1 2 1 2 1 1 mv0 + I w0 = mgR (1 + sen q ) + mv 2 + I w 2 2 2 2 2 con v0 = rw0 y v = rw , de modo que nos queda 1 2 12 2 2 1 12 2 2 mv0 + mr w0 = mgR (1 + sen q ) + mv 2 + mr w 2 23 2 23 6 5 2 5 mv0 = mgR (1 + sen q ) + mv 2 v 2 = v02 + gR (1 + sen q ) 6 5 6 N mg Escribimos la componente radial de la ec. del movimiento del centro de masa de la bola: N + mg cos q = macp = m v2 6 v2 = m 0 + mg (1 + sen q ) R R 5 En el momento crítico en el que la bola se despega de la pista, será N = 0, de modo que g cos q = æ ö v02 6 6 + g (1 + sen q ) v02 = gR ççcos q - (1 + sen q )÷÷÷ èç ø R 5 5 Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 6. Un cubo macizo y de acero, de 25 cm arista se sumerge a una profundidad de 500 m en agua marina (densidad del agua constante = 1.05 g/cm3).. Calcular la variación de volumen que experimenta el cubo. Datos para el acero: módulo de Young = 2106 kg/cm2 y coeficiente de Poisson = 0.3. Escribimos las ecuaciones elásticas, teniendo en cuenta que, al tratarse de una compresión uniforme debida a la presión, será s xx = s yy = s zz = -s = Δp , de modo que la deformación unitaria en cada arista vendrá dada por ìï 1é ù ïïïexx = E êës xx - m(s yy + s zz )ûú ì 1 1 - 2m ï ïexx = e yy = ezz = [s - m(s + s ) ] = s ïïï ï E E ïíe = 1 és - m(s + s )ù ïí xx zz ûú ï yy E ëê yy ï 1 - 2m ï ï e =Δp ï ï ï ï E ï î ïïe = 1 és - m(s + s )ù yy xx ûú ïïî zz E ëê zz El cambio unitario en el volumen será ΔV 3(1- 2m) Δp = exx + e yy + ezz = 3e = V E con 3 5 Δp = r gh = 1.06´10 ´9.8´500 = 51.94´10 Pa = 51.3 atm 2 kg N N 4 cm 9.8 10 E = 2´10 ´ ´ = 19.6´1010 2 2 2 cm kg m m 6 de modo que ΔV 3(1- 0.6) =´51.19´105 = - 3.30´10-4 10 19.6´10 V ΔV = - 3.30´10-4 ´0.253 = -5.2´10-6 m3 = -5.2 cm3 Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 7. En el interior de un tubo vertical, cerrado por su base inferior, hay un muelle de 100 espiras y constante elástica k. Sobre dicho muelle se apoya, (por simple contacto, sin ningún tipo de unión), un bloque de masa m. Determinar: a) La amplitud máxima con que puede oscilar el bloque sin despegarse del muelle y la frecuencia angular de las oscilaciones. b) Si decidiésemos recortar el muelle para que la misma masa oscilase con frecuencia angular 2 ¿cuántas espiras deberíamos dejar? m k a) Puesto que el muelle y el bloque tan solo están en contacto (sin unión fija), ambos permanecerán en contacto en tanto que el muelle esté comprimido. Esto es, el muelle nunca podrá alargarse más allá de su longitud natural, ya que no puede ser “traccionado” por el bloque. Durante las oscilaciones del sistema, la energía permanece constante (sistema conservativo). Tomamos como nivel de referencia para la energía gravitatoria la correspondiente a la posición más baja del bloque y sabemos que la distancia entre las dos posiciones extremas es el doble de la amplitud de las oscilaciones (i.e., 2A) y que en ellas el bloque se encuentra instantáneamente en reposo. x Conservación de la energía +A En la elongación máxima positiva (longitud natural del muelle): Ecin = 0 Egrav = mgA Eel = 0 E = mgA En la elongación máxima negativa (muelle comprimido): Ecin = 0 Egrav = -mgA 1 2 Eel = k (2 A) 2 E = -mgA + 2kA 0 2 De donde: E = mgA = -mgA + 2kA2 2mgA = 2kA2 A= mg k -A b) La frecuencia de las oscilaciones del sistema masa-muelle es w = k / m , por lo que, para una masa dada, será w¢ k = = 2 k ¢ = 4k w k Por otra parte, es bien sabido que dos muelles idénticos conectados uno a continuación de otro equivalen a un muelle de constante elástica dada por 1 1 1 2 k = + = keq = k = 2keq keq k k k 2 A la inversa, si tenemos un muelle de constante k y lo cortamos en dos partes iguales, dispondremos de dos muelles de constante k’ = 2k ; si volvemos a cortar en dos parte iguales cada una de estas mitades, tendremos cuatro muelles de constante k’’ = 2k’ = 4k, que es lo que pretendemos. Por consiguiente, puesto que el muelle original tiene 100 espiras, deberemos quedarnos con un muelle de tan solo 25 espiras. Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 8. Una lámina de aluminio ( = 2.70 g/cm3) desliza por un plano inclinado bajo la acción de la gravedad y de la fuerza viscosa ejercida sobre ella por una fina película de aceite lubricante SAE-30 ( = 250 cP) de 0.25 mm de espesor, depositada sobre el plano. Las dimensiones de la lámina son 1041 cm3 y el ángulo de inclinación del plano respecto de la horizontal es de 5º. Calcular la velocidad límite que alcanza la lámina en su descenso. Datos: Fvisc ρAl = 2.70 g/cm3 N h = 9.25 mm = 0.025 cm v 2 S = 410 = 40 cm mg η = 250 cP = 2.5 P v h θ El flujo del líquido en el espacio comprendido entre las dos superficies se reduce a un flujo de Couette, como se ilustra en la figura inferior. Aplicamos la ley de la viscosidad de Newton:. s=h v h f visc = s S = h S v h ya que el esfuerzo cortante está uniformemente distribuido sobre la cara de la lámina en contacto con el aceite. Bajo la acción de las fuerzas que actúan sobre la lámina (indicadas en la figura superior), ésta se acelera, aumentando continuamente su velocidad de bajada y la resistencia viscosa a su movimiento, hasta que finalmente se alcanza una cierta velocidad límite. Las ec. del movimiento se escribe en la forma: mg sen q - f visc = ma = 0 mg sen q = h S vlím h vlím = mgh sen q hS con m = rAlV = 2.7´ (10´ 4´1) = 108 g , de modo que vlím = 108´980´ 0.025´sen 5º = 2.31 cm 2.5´(10´ 4) Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 9. Dos litros de helio (gas monoatómico) a la presión de 16 atm y 600 K se expansionan isotérmicamente hasta que su volumen es de 8 L y luego se comprime a presión constante hasta que su volumen y temperatura son tales que puede cerrarse el ciclo mediante una compresión adiabática. a) Dibujar el ciclo termodinámico reversible en un diagrama (p-V) b) Calcular la temperatura, presión y volumen en los estados que no son conocidos. c) Calcular los trabajos, calor y variaciones de energía interna, entalpía y entropía en cada una de las transformaciones elementales y en el ciclo. Datos: Puesto que se trata de un gas ideal monoatómico (tres grados de libertad), serán p (atm) f +2 5 cal ü ï ï R = R = 4.97 ï 2 2 mol.K ï ý ï f 3 cal ï CV = R = R = 2.98 ï ï 2 2 mol.K ï þ C f + 2 3+ 2 = = 1, 6 g= p = CV f 3 Cp = 1 16 2 4 600 K 3 2 8 V (L) n= p (atm) V (L) T (K) 1 16 2 600 2 4 8 600 3 4 4.6 345 p1V1 16´ 2 = = 0.65 moles RT1 0.08205´ 600 1→2 Isoterma: p1V1 = p2V2 2→3 Isobara: V2 V3 = T2 T3 T3 = T2 1→3 Adiabática: p1V1g = p3V3g V3 æç p1 ö÷ =ç ÷ V1 çè p3 ÷÷ø 1 g p2 = p1V1 16´ 2 = = 4 atm V2 8 V3 4.59 = 600 = 344.6 K V2 8 3 3 æ p1 ö÷ 5 æ16 ö 5 V3 = V1 ççç ÷÷ = 2 çç ÷÷÷ = 4.59 L çè 4 ø è p3 ÷ø (1→2) Proceso de expansión isotérmica (∆T = 0): 2 Q12 = W12 = ò pdV = nRT1 ln 1 V2 8 = 0.65´1.987´ 600 ln = 1074 cal 2 V1 ΔU12 = ΔH12 = 0 ΔS12 = Q12 1074 = = 1.79 cal K 600 T1 (2→3) Proceso de compresión isobárica (∆p = 0): Q23 = nC p (T3 - T2 ) = 0.65´ 4.97´(345 - 600) = -825 cal W23 = p2 (V3 -V2 ) = 4 ´(-3.41) = -13.64 atm ⋅ L = -330.3 cal ΔU 23 = nCV (T3 - T2 ) = 0.65´ 2.98´(345 - 600) = -495 cal ΔH 23 = Q23 = -825 cal ΔS23 = ò 3 2 3 dT T dQ 345 = nC p ò = nC p ln 3 = 0.65´ 4.97 ´ln = 1.79 cal K 2 T 600 T T2 (3→1) Proceso de compresión adiabática (Q = 0): Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 Q31 = 0 W31 = p2 (V1 -V3 ) = 4 ´(-3.41) = -13.64 atm ⋅ L = -330.3 cal ΔU 31 = nCV (T1 - T3 ) = 0.65´ 2.98´(345 - 600) = -495 cal ΔH 31 = Q31 = -825 cal ΔS31 = 0 Q (cal) W (cal) U (cal) 1→2 (T = cte) 1074 1074 0 0 1.79 2→3 (p =cte) -825 -330 -495 -825 -1.79 3→1 (Q = 0) 0 -495 495 825 0 249 249 0 0 0 Ciclo H (cal) S (cal/K) Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 z 10. Un plano infinito situado en el plano de coordenadas xy posee una densidad de carga superficial uniforme 1 = 354 nC/m2. Un segundo plano también infinito está situado en el plano xz y su densidad de carga es 2 = 177 nC/m2. Determinar el vector campo eléctrico en un punto genérico P de coordenadas (x, y, z), utilizando el teorema de Gauss. + 1 + + + + x E dS + σ + y + + 2 + a) Consideramos una superficie gaussiana de forma cilíndrica, de generatriz infinitesimal y perpendicular al plano cargado y con cada una de sus bases a cada lado del plano, como se ilustra en la figura. Por ser el campo perpendicular al plano (razones de simetría), no hay flujo a través de la superficie lateral del cilindro gaussiano. Siendo σ la densidad superficial de carga, el cálculo del flujo saliente (+) a través de cada una de las bases del cilindro y el teorema de Gauss nos permiten escribir: + + + P(x,y,z) dF = E dS + E dS = 2 E dS = s dS e0 E= s 2e0 que es la expresión del campo eléctrico creado por un plano infinito cargado con una densidad de carga σ; vemos que el campo es independiente z E2 E de la distancia al plano. + 1 θ P(x,y,z) + + + + + x E1 + y b) El campo creado en un punto cualquiera del espacio viene dado por la superposición de los campos creados en dicho punto por cada uno de los planos: s2 k 2e0 s s 1 E = E1 + E2 = 1 j + 2 k = (s1 j + s2k ) 2e0 2e0 2e0 E1 = + 2 + s1 j 2e0 E2 = con 1 = 35410-9 C/m2, 2 = 17710-9 C/m2 y 0 = 8.8510-12 C2/N.m2, de modo que E= 1 kV (354 j +177k )´10-9 = (20 j + 10k ) -12 2´8.85´10 m o bien E = 22.36 kV m q = arctg 10 = 26.6º 20 en todos los puntos del espacio. Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 11. Dado el circuito de la figura determinar la intensidad de corriente que pasa por la resistencia de 2 situada entre A y B y la d.d.p. entre esos puntos. Aplicamos el método de Maxwell, con las corrientes de malla indicadas en el esquema: æ10 ö÷ æ7 2 0öæ 7 2 0 ÷÷çç I1 ö÷÷ çç ÷ çç ÷ ÷ ÷ çç20÷ = çç2 9 4÷çç I 2 ÷ D = 2 9 4 = 242 Ω3 ÷ç ÷ ççè 0 ø÷÷ ççè0 4 6øè ÷ç I 3 ø÷ 0 4 6 I1 = 10 2 0 1 140 = 0.5785 A 20 9 4 = D 0 4 6 242 7 10 0 1 720 I 2 = 2 20 4 = = 2.975 A D 0 4 6 242 5 10V I1 La intensidad de la corriente que circula por la rama AB, en el sentido de A→B, es la suma de las dos corrientes de malla; esto es, 3 A 2 I2 B 2 I3 20V 4 iAB = I1 + I 2 = 0.5785 + 2.975 = 3.55 A La d.d.p. entre A y B será: VAB = RABiAB = 2´3.55 = 7.10 V Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba Fundamentos Físicos de la Ingeniería Examen Final / 13 julio 1998 12. Un generador de corriente alterna (200 V) suministra una intensidad de 100 A a una instalación que tiene un factor de potencia inductivo de 0.6. Cuando ponemos un condensador en paralelo con dicha instalación, el factor de potencia pasa a valer 0.9, también inductivo. a) Hallar la intensidad que pasa por el mencionado condensador. b) ¿Qué intensidad suministra el generador después de la corrección del factor de potencia? 200V Puesto que el factor de potencia es inductivo, la intensidad de corriente está atrasada con respecto al voltaje un ángulo: 100 A ~ f = arccos 0.6 = 53.13º Z La intensidad será: = 100 -53.13º0 = 60 - 80 j A La impedancia total de la instalación será: 200V Icond I’ ~ C Icarga = Z = 200 0 = = 2 53.13º Ω 100 -53.13º Cuando ponemos el condensador en paralelo, el retraso de la intensidad se reduce hasta un valor: f ¢ = arccos 0.9 = 25.84º a) Por el condensador circula una corriente adelantada 90º respecto de la tensión, cuyo valor se determina fácilmente a partir del diagrama de intensidades: I cond = I act tg f - I act tg f ¢ = I act ( tg f - tg f ¢) = 60 ( tg 53.13º - tg 25.84º ) = 51 A Y con notación fasorial: cond = 51 +90º A b) Después de colocar el condensador, el generador suministra una corriente I’ que se determina a partir del diagrama de intensidades: ¢ = I act - j( I act tg f ¢) = 60 - 60 tg 25.84º j = (60 - 29 j) A = 91 -25.84º A Iact=I cos ’ I’ Iact tg Icond I sen I Iact tg’ I’ sen’ V Departamento de Física Aplicada Revisión: 24/01/2010 - Impresión:24/01/2010 Universidad de Córdoba