Problemas

Calcule la reactancia de un condensador de $\mathrm{5,0}\text{-}\mu \text{F}$ a (a) 60 Hz, (b) 600 Hz y (c) 6.000 Hz.

Calcule la reactancia de un inductor de 5,0 mH a (a) 60 Hz, (b) 600 Hz y (c) 6.000 Hz.

¿A qué frecuencia es la reactancia de un condensador de $20\text{-}\mu \text{F}$ igual al de un inductor de 10 mH?

Un resistor de $50\text{-}\text{Ω}$ se conecta a través de la emf $v\left(t\right)=\left(160\text{V}\right)\text{sen}\left(120\pi t\right)$. Escriba una expresión para la corriente que pasa por el resistor.

Un inductor de 100 mH se conecta a través de la emf del problema anterior. (a) ¿Cuál es la reactancia del inductor? (b) Escriba una expresión para la corriente que atraviesa el inductor.

Una resistor y un condensador están conectados en serie a través de un generador de ac. La emf del generador viene dada por $v(t)=V_0\text{cos}\omega t,$ donde $V_0=120\text{V,}$ $\omega =120\pi \text{rad/s},$ $R=400\text{Ω}$ y $C=\mathrm{4,0}\mu \text{F}$. (a) ¿Cuál es la impedancia del circuito? (b) ¿Cuál es la amplitud de la corriente a través del resistor? (c) Escriba una expresión para la corriente a través del resistor. (d) Escriba expresiones que representen los voltajes a través del resistor y a través del condensador.

En un circuito en serie RLC, la amplitud del voltaje y la frecuencia de la fuente son 100 V y 500 Hz, respectivamente, un $R=500\text{Ω}\text{,}$ $L=\mathrm{0,20}\text{H,}$ y $C=\mathrm{2,0}\mu \text{F}\text{.}$ (a) ¿Cuál es la impedancia del circuito? (b) ¿Cuál es la amplitud de la corriente de la fuente? (c) Si la emf de la fuente viene dada por $v\left(t\right)=\left(100\text{V}\right)\text{sen}1.000\pi t$, ¿cómo varía la corriente con el tiempo? (d) Repita los cálculos con C cambiado a $\mathrm{0,20}\mu \text{F}\text{.}$

Para el circuito que se muestra a continuación, ¿cuáles son (a) la impedancia total y (b) el ángulo de fase entre la corriente y la emf? (c) Escriba una expresión para $i(t).$

El cálculo de las corrientes rms para una fuente de ac viene dado por $v(t)=V_0\text{sen}\omega t,$ donde $V_0=100\text{V}$ y $\omega =200\pi \text{rad/s}$ cuando se conecta a través de (a) un condensador de $20\text{-}\mu \text{F}$, (b) un inductor de 20 mH y (c) un resistor de $50\text{-}\text{Ω}$.

Para un circuito en serie RLC, la amplitud del voltaje y la frecuencia de la fuente son 100 V y 500 Hz, respectivamente $R=500\text{Ω}$; y $L=\mathrm{0,20}\text{H}$. Calcule la potencia media disipada en el resistor para los siguientes valores de capacitancia: (a) $C=\mathrm{2,0}\mu \text{F}$ y (b) $C=\mathrm{0,20}\mu \text{F}\text{.}$

Un circuito en serie RLC tiene una impedancia de $60\text{Ω}$ y un factor de potencia de 0,50, con el voltaje retrasado respecto a la corriente. (a) ¿Debería colocarse un condensador o un inductor en serie con los elementos para elevar el factor de potencia del circuito? (b) ¿Cuál es el valor de la reactancia a través del inductor que elevará el factor de potencia a la unidad?

La frecuencia de resonancia de un circuito RLC en serie es $\mathrm{2,0}\times {10}^3\text{Hz}\text{.}$ Si la autoinducción en el circuito es de 5,0 mH, ¿cuál es la capacitancia en el circuito?

Para un circuito en serie RLC, $R=100\text{Ω}$, $L=150\text{mH}$ y $C=\mathrm{0,25}\mu \text{F}\text{.}$ (a) Si se conecta al circuito una fuente de ac de frecuencia variable, ¿a qué frecuencia se disipa la máxima potencia en el resistor? (b) ¿Cuál es el factor de calidad del circuito?

(a) ¿Cuál es la frecuencia de resonancia de un resistor, un condensador y un inductor conectados en serie si $R=100\text{Ω,}$ $L=\mathrm{2,0}\text{H}$ y $C=\mathrm{5,0}\mu \text{F}$? (b) Si esta combinación se conecta a una fuente de 100 V que funciona a la frecuencia de resonancia, ¿cuál es la potencia de salida de la fuente? (c) ¿Cuál es el Q del circuito? (d) ¿Cuál es el ancho de banda del circuito?

Un generador de ac se conecta a un dispositivo cuyos circuitos internos no se conocen. Solo conocemos la corriente y el voltaje fuera del aparato, como se muestra a continuación. Basándose en la información dada, ¿qué puede deducir sobre la naturaleza eléctrica del dispositivo y su uso de potencia?

Se utiliza un transformador elevador conectado a una línea de 110 V para alimentar un tubo de descarga de gas hidrógeno con 5,0 kV (rms). El tubo disipa 75 W de potencia. (a) ¿Cuál es la relación entre el número de vueltas del bobinado secundario y el número de vueltas del bobinado primario? (b) ¿Cuáles son las corrientes rms en los bobinados primario y secundario? (c) ¿Cuál es la resistencia efectiva vista por la fuente de 110 V?

Un transformador se utiliza para reducir los 110 V de una toma de corriente a 9,0 V para una radio. (a) Si el bobinado primario tiene 500 vueltas, ¿cuántas vueltas tiene el bobinado secundario? (b) Si la radio funciona con una corriente de 500 mA, ¿cuál es la corriente que pasa por el bobinado primario?