Fisika II. Ariketak. Elektroteknia I

1. Determinar la carga mxima de cada condensador cuando se cierra el interruptor

2. Determinar las cargas mximas de cada condensador.

3. Determinar las corrientes que circulan por cada rama, as como la diferencia de potencial entre A y B.

4. Encontrar la potencia que consume la resistencia de 3 en el circuito de la figura.

5. Encontrar la resistencia equivalente entre los puntos A y B.

6. En el circuito de la figura, en el instante t=0 s, el interruptor est en la posicin 1 y el condensador est descargado. En el instante t=500 s el interruptor pasa a la posicin 2. Encontrar la expresin para la corriente que atraviesa el circuito en funcin del tiempo y dibujar dicha funcin.

7. La espira de la figura se sumerge en el campo magntico B = (2z - x) k + 3 i [T] Encontrar la fuerza electromotriz inducida en la espira cuando gira con una velocidad angular =4 rad/seg a) alrededor del eje OZ y (b) alrededor del eje OY .

8. Por el hilo conductor de la figura circula una corriente i = 2 sin 3t. Encontrar el flujo magntico a travs de la chapa cuadrada y la fuerza electromotriz inducida en la misma.

9. En los circuitos siguientes determinar la impedancia equivalente, las potencias activa y la reactiva y la diferencia de potencial compleja entre los puntos que se indican.

10. La instalacin elctrica de un edificio consume 1000W, con un factor de potencia inductivo de 0.8. Par aumentar este factor de potencia se instala una batera de condensadores en la entrada de la red, conectada en paralelo. La batera consiste en n condensadores de 1/300 [F] de capacidad, todos ellos conectados en paralelo. Si la instalacin funciona a 220 V, determinar:

a) El nmero de condensadores (n) que se necesitan para elevar el factor de potencia hasta 0.9 (inductivo).b) Si el factor de potencia es 0.9, determinar la corriente que consumen la instalacin y la batera.11. El promotor de un edificio contrata a la empresa elctrica 10 KVA de potencia a 380 V y 50 Hz. Determinar:

a) El nmero de electrodomsticos de consumo medio 1000 W y factor de potencia medio 0.9 que pueden conectarse a la vez. b) El nmero de electrodomsticos de consumo medio 1000 W y factor de potencia medio 0.8 que pueden conectarse a la vez.

12. En el circuito de la figura, la red externa transfiere una corriente eficaz i=20 A, retrasada respecto a la fuerza electromotriz. En total, el circuito consume 8 kW. Si las diferencias de potencial eficaces entre los puntos A-B y C-D son en ambos casos iguales a 500 V, determinar los valores R, L y C de la resistencia, la autoinduccin y el condensador.

13. El circuito de la figura se conecta en los puntos AB a la red elctrica domstica. Encontrar:

a) La impedancia equivalente total.

b) La intensidad por cada rama del circuito.

c) La diferencia de potencial entre C y D .

d) El factor de potencia.e) La potencia total consumida.

14. En el circuito de la figura, en el instante t=0 s, el interruptor est en la posicin 1. En el instante t=500 s el interruptor pasa a la posicin 2. Encontrar la expresin para la corriente que atraviesa el circuito en funcin del tiempo y dibujar dicha funcin.

15. Por el circuito de la figura passa una corriente eficaz i =15 A. Los extremos A y B estn conectados a la red domstica y la tensin eficaz entre C y D es 150 V. Si la potencia reactiva es 1200 VAR, encontrar las impedancias X1, X2 y R. (La corriente est adelantada)

16. En una construccin se utilizan dos gras que consumen 100 kW con un factor de potencia inductivo de 0.9, dos ascensores de 40 kW y factor de potencia inductivo de 0.8 y tres hormigoneras de 50 kW y factor de potencia capacitivo de 0.7. Si la red elctrica es de 380 V determinar el factor de potencia total de la instalacin y la potencia que se debe contratar. 17. Un edificio est conectado a una red domstica de 380 V con los siguientes consumos: i) Grupo calefactor de 100 kW y factor de potencia capacitivo de 0.9.ii) Grupo de ascensores de 200 kW y factor de potencia inductivo de 0.85.iii) Conjunto de electrodomsticos de 100 kW y factor de potencia inductivo de 0.8.Encontrar:

a) La impedancia total del edificiob) El factor de potencia total del edificioc) La corriente que circula por cada grupo de consumo.d) La corriente total.e) Las potencias activa y reactiva.

18. En una urbanizacin se construirn chals bifamiliares (12.5 kW de potencia y 3.666 de impedancia cada uno) y unifamiliares (P = 10 kW, Z = 4.4. Encontrar el nmero de viviendas unifamiliares y bifamiliares construidas (n y n, respectivamente) si la impedancia y el factor de potencia total de la urbanizacin son 0.551 y 0.934, respectivamente. La red elctrica es de 220 V y todas las impedancias son inductivas.

19. Las impedancias y factor de potencia de los electrodomsticos de una casa son los siguientes:

- 3 lmparas de neonZ = 800 (cada una)cos = 0.99 (capacitivo)

- 6 bombillas de filamentoZ = 500 (cada una)cos = 0.90 (inductivo)

- LavadoraZ = 100 cos = 0.80 (inductivo)

- LavavajillasZ = 150 cos = 0.80 (inductivo)

- Calefaccin elctricaZ = 30 cos = 0.90 (inductivo)

Encontrar:

a) La potencia mnima que se debe contratar para que todos los electrodomsticos puedan funcionar a la vez.b) La capacidad de una batera de condensadores que debe conectarse en paralelo para aumentar el factor de potencia hasta 0.95.c) En este ltimo caso, cuales son las potencias activa y reactiva del circuito entero?20. La intensidad sonora en un punto que originan dos fuentes de sonido asncronas es aproximadamente igual a la suma de intensidades que origina cada fuente en dicho punto. Sean dos fuentes de sonido asncronas de nivel de potencia PWL1= 80 dB y PWL2 =75 dB. Si la distancia entre las fuentes es de 500m, encontrar:a) El punto entre la lnea reacta que une las dos fuentes donde la intensidad sonora es mnima

(Solucin, desdePWL1, x = 297.4 m)

b) Cual es la sensacin sonora en ese punto?

(Solucin S(I1+ I2) = 21.8 dec.)

21. La sensacin sonora que producen las dos fuentes acsticas de la figura en los puntos A y B son 120 dB y 115 dB, respectivamente.

Cual es la potencia sonora de cada fuente?

(Solucin W1 = 1225 W, W2 = 228 W) Cul es la sensacin sonora en el punto C?

(Solucin S(I1+ I2) = 118,7 decibel)

+

_

_

+

1

2

0.2 H

10

50 V

100 V

i

15

5

R

X2 j

-X1 j

D

C

B

A

A

B

C

D

z

y

x

0.6 m

1.2 m

i

r

R

A

B

C

3j

3j

3j

3j

3j

9j

(

1 (

1 (

1 (

1 mF

1 mF

1 mF

V= EMBED Equation.3 cos1000t

B

C

A

VAB=220 V

VCB?

VAC?

5.5 mF

3.18 mF

2 (

2 (

2 (

1.38 (

2 (

1.59 mH

3.18 mF

-j

-j

j

j

j

2j

2j

B

A

D

C

A

B

C

D

VAB=220 VCD?

VAB=220 VCD?

A

R

L

B

D

C

40j

15 (

V

j

2j

-2j

-2j

-j

i

2 pF

4 pF

4 pF

4 pF

12 V

4 pF

4 pF

2 pF

2 pF

2 pF

12 V

3 V

4 V

5 V

2

2

2

1

1

1

3

4

10 V

A

B

4 V

10 V

2

2

1

3

B

A

50 V

4

3

1

1

1

2

2

2

10

1

100 V

40 F

1

2

1/50 H

1/100 H

1 (

1 (

4 (

1/200 F

1/300 F

j

2j

-j

3j

3j

2j

A

B

B

A

VAB=220 VCD?

D

C

V= EMBED Equation.3 cos100t

(

VAB?

W2

W1

C

B

A

L /2

L = 25 m

d = 10 m

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