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  1. Prefacio
  2. Termodinámica
    1. 1 Temperatura y calor
      1. Introducción
      2. 1.1 Temperatura y equilibrio térmico
      3. 1.2 Termómetros y escalas de temperatura
      4. 1.3 Dilatación térmica
      5. 1.4 Transferencia de calor, calor específico y calorimetría
      6. 1.5 Cambios de fase
      7. 1.6 Mecanismos de transferencia de calor
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 2 Teoría cinética de los gases
      1. Introducción
      2. 2.1 Modelo molecular de un gas ideal
      3. 2.2 Presión, temperatura y velocidad media cuadrática (rms)
      4. 2.3 Capacidad calorífica y equipartición de energía
      5. 2.4 Distribución de las velocidades moleculares
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    3. 3 Primera ley de la termodinámica
      1. Introducción
      2. 3.1 Sistemas termodinámicos
      3. 3.2 Trabajo, calor y energía interna
      4. 3.3 Primera ley de la termodinámica
      5. 3.4 Procesos termodinámicos
      6. 3.5 Capacidades térmicas de un gas ideal
      7. 3.6 Procesos adiabáticos para un gas ideal
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 4 Segunda ley de la termodinámica
      1. Introducción
      2. 4.1 Procesos reversibles e irreversibles
      3. 4.2 Máquinas térmicas
      4. 4.3 Refrigeradores y bombas de calor
      5. 4.4 Enunciados de la segunda ley de la termodinámica
      6. 4.5 El ciclo de Carnot
      7. 4.6 Entropía
      8. 4.7 Entropía a escala microscópica
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  3. Electricidad y magnetismo
    1. 5 Cargas y campos eléctricos
      1. Introducción
      2. 5.1 Carga eléctrica
      3. 5.2 Conductores, aislantes y carga por inducción
      4. 5.3 Ley de Coulomb
      5. 5.4 Campo eléctrico
      6. 5.5 Cálculo de los campos eléctricos de las distribuciones de carga
      7. 5.6 Líneas de campo eléctrico
      8. 5.7 Dipolos eléctricos
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    2. 6 Ley de Gauss
      1. Introducción
      2. 6.1 Flujo eléctrico
      3. 6.2 Explicar la ley de Gauss
      4. 6.3 Aplicación de la ley de Gauss
      5. 6.4 Conductores en equilibrio electrostático
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    3. 7 Potencial eléctrico
      1. Introducción
      2. 7.1 Energía potencial eléctrica
      3. 7.2 Potencial eléctrico y diferencia de potencial
      4. 7.3 Cálculo del potencial eléctrico
      5. 7.4 Determinación del campo a partir del potencial
      6. 7.5 Equipotential Surfaces and Conductors
      7. 7.6 Aplicaciones de la electrostática
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 8 Capacitancia
      1. Introducción
      2. 8.1 Condensadores y capacitancia
      3. 8.2 Condensadores en serie y en paralelo
      4. 8.3 Energía almacenada en un condensador
      5. 8.4 Condensador con dieléctrico
      6. 8.5 Modelo molecular de un dieléctrico
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    5. 9 Corriente y resistencia
      1. Introducción
      2. 9.1 Corriente eléctrica
      3. 9.2 Modelo de conducción en metales
      4. 9.3 Resistividad y resistencia
      5. 9.4 Ley de Ohm
      6. 9.5 Energía eléctrica y potencia
      7. 9.6 Superconductores
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    6. 10 Circuitos de corriente directa
      1. Introducción
      2. 10.1 Fuerza electromotriz
      3. 10.2 Resistores en serie y en paralelo
      4. 10.3 Reglas de Kirchhoff
      5. 10.4 Instrumentos de medición eléctrica
      6. 10.5 Circuitos RC
      7. 10.6 Cableado doméstico y seguridad eléctrica
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    7. 11 Fuerzas y campos magnéticos
      1. Introducción
      2. 11.1 El magnetismo y sus descubrimientos históricos
      3. 11.2 Campos y líneas magnéticas
      4. 11.3 Movimiento de una partícula cargada en un campo magnético
      5. 11.4 Fuerza magnética sobre un conductor portador de corriente
      6. 11.5 Fuerza y torque en un bucle de corriente
      7. 11.6 El efecto Hall
      8. 11.7 Aplicaciones de las fuerzas y campos magnéticos
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    8. 12 Fuentes de campos magnéticos
      1. Introducción
      2. 12.1 La ley de Biot-Savart
      3. 12.2 Campo magnético debido a un cable recto delgado
      4. 12.3 Fuerza magnética entre dos corrientes paralelas
      5. 12.4 Campo magnético de un bucle de corriente
      6. 12.5 Ley de Ampère
      7. 12.6 Solenoides y toroides
      8. 12.7 El magnetismo en la materia
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    9. 13 Inducción electromagnética
      1. Introducción
      2. 13.1 Ley de Faraday
      3. 13.2 Ley de Lenz
      4. 13.3 Fuerza electromotriz (emf) de movimiento
      5. 13.4 Campos eléctricos inducidos
      6. 13.5 Corrientes de Foucault
      7. 13.6 Generadores eléctricos y fuerza contraelectromotriz
      8. 13.7 Aplicaciones de la inducción electromagnética
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    10. 14 Inductancia
      1. Introducción
      2. 14.1 Inductancia mutua
      3. 14.2 Autoinducción e inductores
      4. 14.3 Energía en un campo magnético
      5. 14.4 Circuitos RL
      6. 14.5 Oscilaciones en un circuito LC
      7. 14.6 Circuitos RLC en serie
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    11. 15 Circuitos de corriente alterna
      1. Introducción
      2. 15.1 Fuentes de ac
      3. 15.2 Circuitos simples de ac
      4. 15.3 Circuitos en serie RLC con ac
      5. 15.4 Potencia en un circuito de ac
      6. 15.5 Resonancia en un circuito de ac
      7. 15.6 Transformadores
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    12. 16 Ondas electromagnéticas
      1. Introducción
      2. 16.1 Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas
      3. 16.2 Ondas electromagnéticas planas
      4. 16.3 Energía transportada por las ondas electromagnéticas
      5. 16.4 Momento y presión de radiación
      6. 16.5 El espectro electromagnético
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  4. A Unidades
  5. B Factores de conversión
  6. C Constantes fundamentales
  7. D Datos astronómicos
  8. E Fórmulas matemáticas
  9. F Química
  10. G El alfabeto griego
  11. Clave de Respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
    12. Capítulo 12
    13. Capítulo 13
    14. Capítulo 14
    15. Capítulo 15
    16. Capítulo 16
  12. Índice

Compruebe Lo Aprendido

15.1

10 ms

15.2

a (20V)sen200πt,(0,20A)sen200πt(20V)sen200πt,(0,20A)sen200πt; b (20V)sen200πt,(0,13A)sen(200πt+π/2)(20V)sen200πt,(0,13A)sen(200πt+π/2); c (20V)sen200πt,(2,1A)sen(200πtπ/2)(20V)sen200πt,(2,1A)sen(200πtπ/2)

15.3

v R = ( V 0 R / Z ) sen ( ω t ϕ ) ; v C = ( V 0 X C / Z ) sen ( ω t ϕ + π / 2 ) = ( V 0 X C / Z ) cos ( ω t ϕ ) ; v L = ( V 0 X L / Z ) sen ( ω t ϕ π / 2 ) = ( V 0 X L / Z ) cos ( ω t ϕ ) v R = ( V 0 R / Z ) sen ( ω t ϕ ) ; v C = ( V 0 X C / Z ) sen ( ω t ϕ + π / 2 ) = ( V 0 X C / Z ) cos ( ω t ϕ ) ; v L = ( V 0 X L / Z ) sen ( ω t ϕ π / 2 ) = ( V 0 X L / Z ) cos ( ω t ϕ )

15.4

v ( t ) = ( 10,0 V ) sen 90 π t v ( t ) = ( 10,0 V ) sen 90 π t

15.5

2,00 V; 10,01 V; 8,01 V

15.6

a. 160 Hz; b 40Ω40Ω; c (0,25A)sen103t(0,25A)sen103t; d. 0,023 rad

15.7

a. reducido a la mitad; b. reducido a la mitad; c. igual

15.8

v ( t ) = ( 0,14 V ) sen ( 4,0 × 10 2 t ) v ( t ) = ( 0,14 V ) sen ( 4,0 × 10 2 t )

15.9

a. 12:1; b. 0,042 A; c 2,6×103Ω2,6×103Ω

Preguntas Conceptuales

1 .

La frecuencia angular es 2π2π veces la frecuencia.

3 .

sí para ambos

5 .

La potencia instantánea es la potencia en un instante determinado. La potencia media es la potencia promediada en un ciclo o número de ciclos.

7 .

La potencia instantánea puede ser negativa, pero la potencia de salida no puede ser negativa.

9 .

Las pérdidas térmicas son menores si las líneas de transmisión funcionan con corrientes bajas y voltajes altos.

11 .

El adaptador tiene un transformador reductor para tener un voltaje más bajo y posiblemente una corriente más alta a la que el dispositivo puede funcionar.

13 .

para que cada bobina pueda experimentar el mismo flujo magnético cambiante

Problemas

15 .

a 530Ω530Ω; b 53Ω53Ω; c 5,3Ω5,3Ω

17 .

a 1,9Ω1,9Ω; b 19Ω19Ω; c 190Ω190Ω

19 .

360 Hz

21 .

i ( t ) = ( 3,2 A ) sen ( 120 π t ) i ( t ) = ( 3,2 A ) sen ( 120 π t )

23 .

a 38Ω38Ω; b i(t)=(4,24A)sen(120πtπ/2)i(t)=(4,24A)sen(120πtπ/2)

25 .

a 770Ω770Ω; b. 0,16 A; c I=(0,16A)cos(120πt0,33π)I=(0,16A)cos(120πt0,33π); d vR=62cos(120πt)vR=62cos(120πt); vC=103cos(120πtπ/2)vC=103cos(120πtπ/2)

27 .

a 690Ω690Ω; b. 0,15 A; c I=(0,15A)sen(1.000πt0,753)I=(0,15A)sen(1.000πt0,753); d 1.100Ω1.100Ω, 0,092 A, I=(0,092A)sen(1.000πt+1,09)I=(0,092A)sen(1.000πt+1,09)

29 .

a 5,7Ω5,7Ω; b 29°29°; c I=(30.A)cos(120πt+0,51)I=(30.A)cos(120πt+0,51)

31 .

a. 0,89 A; b. 5,6A; c. 1,4 A

33 .

a. 5,3 W; b. 2,1 W

35 .

a. inductor; b XL=52ΩXL=52Ω

37 .

1,3 × 10 −6 F 1,3 × 10 −6 F

39 .

a. 820 Hz; b. 7,8

41 .

a. 50 Hz; b. 50 W; c. 6,32; d. 50 rad/s

43 .

La reactancia del condensador es mayor que la reactancia del inductor, porque la corriente lidera el voltaje. El consumo de energía es de 30 W.

45 .

a. 45:1; b. 0,68 A, 0,015 A; c 160Ω160Ω

47 .

a. 41 vueltas; b. 40,9 mA

Problemas Adicionales

49 .

a. i(t)=(1,26A)sen(200πt+π/2)i(t)=(1,26A)sen(200πt+π/2); b i(t)=(7,96A)sen(200πtπ/2)i(t)=(7,96A)sen(200πtπ/2); c i(t)=(2A)sen(200πt)i(t)=(2A)sen(200πt)

51 .

a. 2,5×103Ω,3,6×10−3A2,5×103Ω,3,6×10−3A; b 7,5Ω,1,2A7,5Ω,1,2A

53 .

a. 19 A; b. los cables del inductor por 90°90°

55 .

11,7 Ω 11,7 Ω

57 .

14 W

59 .

a. 5,9×104W5,9×104W; b 1,64×1011W1,64×1011W

Problemas De Desafío

61 .

a. 335 MV; b. el resultado es demasiado alto, muy por encima del voltaje de ruptura del aire en distancias razonables; c. el voltaje de entrada es demasiado alto

63 .

a. 20Ω20Ω; b. 0,5 A; c 5,4°5,4°, con retraso;
d VR=(9,96V)cos(250πt+5,4°),VC=(12,7V)cos(250πt+5,4°90°),VL=(11,8V)cos(250πt+5,4°+90°),Vfuente=(10,0V)cos(250πt);VR=(9,96V)cos(250πt+5,4°),VC=(12,7V)cos(250πt+5,4°90°),VL=(11,8V)cos(250πt+5,4°+90°),Vfuente=(10,0V)cos(250πt); e. 0,995; f. 6,25 J

65 .

a. 0,75Ω0,75Ω; b 7,5Ω7,5Ω; c 0,75Ω0,75Ω; d 7,5Ω7,5Ω; e 1,3Ω1,3Ω; f 0,13Ω0,13Ω

67 .

Las unidades como se escriben para la reactancia inductiva en la Ecuación 15.8 son radsHradsH. Los radianes pueden ignorarse en el análisis de las unidades. El henrio puede definirse como H=V·sA=Ω·sH=V·sA=Ω·s. Si se combinan, se obtiene una unidad de ΩΩ para la reactancia.

69 .

a. 156 V; b. 42 V; c. 154 V

71 .

a. vsalidaventrada=11+1/ω2R2C2vsalidaventrada=11+1/ω2R2C2 y vsalidaventrada=ωLR2+ω2L2vsalidaventrada=ωLR2+ω2L2; b vsalidaventradavsalidaventrada y vsalida0vsalida0

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