William Moebs; Samuel J. Ling; Jeff Sanny

Problemas Adicionales

49.

La emf de una fuente de ac viene dada por $v (t) = V_{0} sen ω t,$ donde $V_{0} = 100 V$ y $ω = 200 π rad/s .$ Calcule una expresión que represente la corriente de salida de la fuente si se conecta a través de (a) un condensador de $20 - μ F$ , (b) un inductor de 20 mH y (c) un resistor de $50 - Ω$ .

50.

Un condensador de 700 pF está conectado a una fuente de ac con una amplitud de voltaje de 160 V y una frecuencia de 20 kHz. (a) Determine la reactancia capacitiva del condensador y la amplitud de la corriente de salida de la fuente. (b) Si la frecuencia se cambia a 60 Hz manteniendo la amplitud de voltaje en 160 V, ¿cuáles son la reactancia capacitiva y la amplitud de la corriente?

51.

Un inductor de 20 mH está conectado a través de una fuente de ac con una frecuencia variable y una amplitud de voltaje constante de 9,0 V. (a) Determine la reactancia del circuito y la corriente máxima que pasa por el inductor cuando la frecuencia se fija en 20 kHz. (b) Haga los mismos cálculos para una frecuencia de 60 Hz.

52.

Un condensador de $30 - μ F$ está conectado a través de una fuente de ac de 60 Hz cuya amplitud de voltaje es de 50 V. (a) ¿Cuál es la carga máxima en el condensador? (b) ¿Cuál es la corriente máxima en el condensador? (c) ¿Cuál es la relación de fase entre la carga del condensador y la corriente en el circuito?

53.

Un inductor de 7,0 mH está conectado a una fuente de ac de 60 Hz cuya amplitud de voltaje es de 50 V. (a) ¿Cuál es la corriente máxima que pasa por el inductor? (b) ¿Cuál es la relación de fase entre la corriente que pasa y la diferencia de potencial a través del inductor?

54.

¿Cuál es la impedancia de un circuito RLC en serie a la frecuencia de resonancia?

55.

¿Cuál es la resistencia R en el circuito que se muestra a continuación si la amplitud de la ac que pasa por el inductor es de 4,24 A?

La figura muestra un circuito con una fuente de ac de 50 V, sinusoidal de 120 pi t. Se conecta a un inductor de 8 mH, un condensador de 400 mu F y un resistor R. Se conecta otro condensador en paralelo con el primero. Su valor es de 200 mu F.

56.

Una fuente de ac con una amplitud de voltaje de 100 V y una frecuencia de 1,0 kHz acciona un circuito en serie RLC con $R = 20 Ω$ , $L = 4,0 mH$ , y $C = 50 μ F$ . (a) Determine la corriente rms a través del circuito. (b) ¿Cuáles son los voltajes rms a través de los tres elementos? (c) ¿Cuál es el ángulo de fase entre la emf y la corriente? (d) ¿Cuál es la potencia de salida de la fuente? (e) ¿Cuál es la potencia disipada en el resistor?

57.

En un circuito en serie RLC, $R = 200 Ω$ , $L = 1,0 H$ , $C = 50 μ F,$ $V_{0} = 120 V$ , y $f = 50 Hz$ . ¿Cuál es la potencia de la fuente?

58.

Un generador de una central eléctrica produce 100 A a 15 kV (rms). Se utiliza un transformador para elevar el voltaje de la línea de transmisión a 150 kV (rms). (a) ¿Cuál es la corriente rms en la línea de transmisión? (b) Si la resistencia por unidad de longitud de la línea es $8,6 \times 10^{−8} Ω /m,$ ¿cuál es la pérdida de potencia por metro en la línea? (c) ¿Cuál sería la pérdida de potencia por metro si el voltaje de la línea fuera de 15 kV (rms)?

59.

Consideremos una central eléctrica situada a 25 km de una ciudad que suministra 50 MW de energía a la misma. Las líneas de transmisión están hechas de cables de aluminio con un área de la sección transversal. $7 {cm}^{2}$ Calcule la pérdida de potencia en las líneas de transmisión si se transmite a (a) 200 kV (rms) y (b) 120 V (rms).

60.

Las carteles de neón requieren 12 kV para su funcionamiento. Se utilizará un transformador para cambiar el voltaje de 220 V (rms) ac a 12 kV (rms) ac. ¿Cuál debe ser la relación entre las vueltas del bobinado secundario y las vueltas del primario? (b) ¿Cuál es la máxima corriente rms que pueden consumir las lámparas de neón si el fusible del bobinado primario se funde a 0,5 A? (c) ¿Qué potencia utiliza el cartel de neón cuando consume la máxima corriente permitida por el fusible del bobinado primario?