Física 2 y Electromagnetismo – Profesorado de Física del Cerp del Este Prof. Pablo Vaz (Repartido de la facultad de ingeniería)

Repartido Nº 10 “Corriente Alterna”

Ejercicio 1: La fem de un generador de CA es ε =εm sen(ω t) , siendo εm = 25.0V y ω = 377rad / s . El generador está

conectado a un inductor de 12,7H. (a) ¿Cuál es el valor máximo de la corriente? (b)Cuando la corriente es un máximo, ¿cuál es la fem del generador? (c) Cuando la fem del generador es –13,8V y está aumentando en magnitud, ¿cuál es la

corriente? (d) Para las condiciones de la parte (c),¿está el generador abasteciendo energía o absorbiendo energía del

resto del circuito?

Ejercicio 2 Considere las curvas de resonancia de la figura. (a) Demuestre que, para las frecuencias por arriba de la

resonancia, el circuito es predominantemente inductivo y que para las frecuencias por debajo de la de resonancia, es

predominantemente capacitivo. (b) ¿Cómo se comporta el circuito en resonancia? (c) Trace un diagrama de fasores como el de la figura, para las condiciones a una frecuencia más elevada que la de resonancia, en resonancia y más baja

que la de resonancia.

Ejercicio 3 En la figura R =15.0Ω , C = 4.72μF , y L = 25.3mH . El generador

proporciona un voltaje senoidal de 75,0 V (rms) a una frecuencia ν = 550Hz . (a)

Calcule la amplitud rms de la corriente. (b) Halle los voltajes rms Vab, Vbc,

Vcd, Vbd, Vac. (c) ¿Qué potencia promedio se disipa en cada uno de los tres elementos del circuito?

Ejercicio 4 Se alimenta un motor con una fuente de 220V (rms), 50Hz. El motor consume 1kW y tiene un factor de

potencia de 0,6. Hallar la capacidad del capacitor que colocado en paralelo al motor eleva el factor de potencia a 0,8.

Ejercicio 5 (a) ¿A qué frecuencia angular tendrían la misma reactancia un inductor de 6,23mH y un capacitor de

11,4μF? (b) ¿cuál sería la reactancia? (c) Demuestre que esta frecuencia sería igual a la frecuencia natural de las

oscilaciones LC libres.

Ejercicio 6 ¿Puede la amplitud del voltaje en un inductor ser mayor que la amplitud de la fem del generador en un

circuito RLC? Considere un circuito con εm = 10V, R = 9,6Ω , L =1,2H y C =1,3μF. Halle la amplitud del voltaje en

el inductor en resonancia.

Ejercicio 7 En cierto circuito RLC la fem máxima del generador es de 125V y la corriente máxima es de 3,20A. Si la

corriente se adelanta a la fem del generador en 56,3º, (a) ¿cuál es la impedancia y (b) cuál es la resistencia del circuito? (c) ¿Es el circuito predominantemente capacitivo o inductivo?

Ejercicio 8 En cierto circuito RLC, que funciona a 60 Hz, el voltaje máximo en el inductor es el doble del voltaje

máximo en el resistor, mientras que el voltaje máximo en el capacitor es el mismo que el voltaje máximo en el

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resistor. (a) ¿En qué ángulo de fase se atrasa la corriente con respecto a la fem del generador? (b) Si la fem máxima

del generador es de 34.4V, ¿cuál sería la resistencia del circuito para obtener una corriente máxima de 320mA?

Ejercicio 9 Un circuito RLC tiene R = 5,12Ω , C = 19,3μF, L = 988mH y εm = 31,3V. (a) ¿A qué frecuencia angular

ω tendrá la corriente su valor máximo, como en la curvas de resonancia de la figura del ejercicio 2? (b) ¿Cuál es este valor máximo? (c) ¿A qué dos frecuencia angulares ω1 y ω2 tendrá la amplitud de la corriente la mitad de este valor

máximo? (d) Halle la anchura fraccionaria [(ω1- ω2)/ω ] de la curva de resonancia.

Ejercicio 10 Un acondicionador de aire conectado a una línea de CA de 120V (rms) es equivalente a una resistencia de 12,2Ω y una reactancia inductiva de 2,30Ω en serie. (a) Calcule la impedancia del acondicionador de aire. (b) Halle

la energía promedio abastecida al aparato. (c) ¿Cuál es el valor rms de la corriente?

Ejercicio 11 Un voltímetro de CA de alta impedancia se conecta sucesivamente al inductor, al capacitor y al resistor

de un circuito en serie que tiene una fuente de CA de 100V (rms) y da la misma lectura en volts en cada caso. ¿Cuál es

la lectura?

Ejercicio 12 Un transformador tiene 500 vueltas en el primario y 10 vueltas en el secundario. (a) Si Vp en el primario

es de 120V (rms), ¿cuál es VS en el secundario, suponiendo un circuito abierto? (b) Si ahora se conecta una carga

resistiva de 15Ω al secundario, ¿cuáles son las corrientes en los devanados del primario y el secundario?