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 Comprobar con el Circuit Maker 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.