Unidad 1 - Leyes de la electrotecnia Problemas

Transcripción

1 1- Para el siguiente circuito, calcular: Unidad 1 - Leyes de la electrotecnia Problemas a) la resistencia total b) la corriente c) la diferencia de potencial en los extremos de cada R d) la potencia que disipa cada R y la potencia total (calcular la potencia total como sumatoria de potencias parciales y verificarla con los valores totales) e) el valor de la R6 que debe agregarse en serie con las existentes para que la corriente sea 50µA 2- Para el siguiente circuito, calcular: a) la resistencia total b) la corriente en cada resistencia y la corriente total. c) la potencia en cada R y la potencia total (verificar que la sumatoria de potencias parciales equivale a la potencia total) d) la R4 a conectar en paralelo con las existentes para que la potencia total no supere los 500mW 3- Para el circuito mostrado, calcular: a) las corrientes en cada resistencia b) la caída de tensión en cada resistencia c) la potencia en una resistencia cualquiera y la potencia total del circuito - 1 -

2 4- Ídem 5- Ídem 6- Ídem 7- Ídem - 2 -

3 8- Un generador de 220V alimenta 40 lámparas de 60W cada una, y una estufa que consume 9A. Calcular: a) la corriente total b) la potencia del generador expresada en kw 9- Por una resistencia de 15Ω circulan 2,5A. Calcular: a) la potencia eléctrica b) el calor generado al cabo de 1 hora c) la energía consumida (en Joule y en kwh) en el mismo tiempo 10- Un circuito resistivo al que se le aplican 220V consume al cabo de 1 día 2kWh. Determinar: a) la energía en Joule b) el calor generado c) la potencia eléctrica d) la corriente e) la resistencia del circuito 11- Un circuito resistivo de 50Ω genera en 5hs. 5x10 6 cal. Calcular: a) la energía consumida en Joule y en kwh b) la potencia eléctrica c) la tensión aplicada d) la corriente que circula 12- En un circuito de 250Ω, donde la potencia eléctrica es de 5kW, se generan de calorías. Calcular: a) la energía en Joule y en kwh b) el tiempo en que la resistencia está conectada al circuito c) la tensión aplicada d) la corriente 13- Una resistencia de 100Ω se utiliza para elevar la temperatura de 50l de agua de 20ºC a 80ºC. Si por ella circulan 2,2A, calcular: a) la cantidad de calor necesaria b) la energía consumida en Joule y en kwh c) el tiempo empleado 14- Qué cantidad de agua se puede llevar desde 20ºC hasta la ebullición mediante una resistencia calefactora de 1k, a la que se le aplica una tensión de 1000V durante 1h? 15- Se desea calentar 2lts de agua, que inicialmente se encuentra a 20ºC, con una resistencia calefactora de 800W cuántos minutos tarda en hervir? 16- Calcular la resistencia que a los 20ºC ofrece un conductor de 500m de longitud y 2,5mm 2 de sección a) si el conductor es de aluminio b) si el conductor es de cobre 17- Se dispone de una barra cuadrada de aluminio de 1m de longitud y 5mm de lado: a) determinar su resistencia b) cuál debe ser el diámetro de una barra de cobre de 1m de longitud para que tenga la misma resistencia? - 3 -

4 18- Una línea de cobre de 10mm 2 debe ser sustituida por otra de aluminio que tenga la misma resistencia Cuál debe ser la sección de aluminio? expresar en mm Calcular la resistencia de un alambre de cobre de 500m de longitud y 0,3mm de diámetro a) a 20ºC b) a 80ºC c) a -10ºC 20- Calcular la resistencia que presenta un alambre de cobre a los 65ºC. Se sabe que a los 15,5ºC tiene una resistencia de 25Ω. 21- Al medir la resistencia de los bobinados de un motor eléctrico, después de un prolongado período de marcha, se obtuvo 28,8Ω. Sabiendo que la resistencia en frío (20ºC) es 25,5Ω, calcular la temperatura alcanzada por la máquina. 22- Se desea utilizar como resistencia calefactora un alambre de cobre enrollado de 0,2mm 2 de sección para calentar 2lts de agua de 20ºC hasta la ebullición conectándola a 220V durante 10 minutos cuántos metros de largo debe tener el alambre? 23- Determine el valor y sentido de la corriente en el siguiente circuito: 24- Para el siguiente circuito (corresponde al mismo circuito del problema 1), calcular el potencial de cada punto, tomando como referencia (masa) el punto F. Partir de los valores ya calculados anteriormente. 25- Calcular los potenciales en cada punto: C R4 D - 4 -

5 26- Determinar los potenciales de cada punto indicado: a) ubicando la masa en E b) ubicando la masa B A B C I D H 27- Determine el valor de Rx para que Vx sea 0V: G F E Vx 28- Determinar la tensión entre A y B con: a) el interruptor abierto b) el interruptor cerrado 29- Un generador entrega 280V en vacío y cuando se lo carga con 500A la tensión en bornes baja a 220V. Calcular la resistencia interna del generador. 30- Una fuente con E=2,8V y resistencia interna 1Ω alimenta 5 resistencias de 30Ω cada una conectadas en paralelo. Calcular: a) la resistencia equivalente entre las 5 en paralelo b) la corriente total c) la corriente en cada resistencia d) la tensión en los extremos de la fuente real - 5 -

6 RESPUESTAS 1- a) Rt=50Ω ; b) I=20mA ; c) VAB=0,4V VBC=0,2V VCD=0,16V VDE=0,14V VEF=0,1V ; d) P1=8mW P2=4mW P3=3,2mW P4=2,8mW P5=2mW Pt=20mW ; e) R6=19,95k 2- a) Rt=2,5Ω ; b) I1=50mA I2=100mA I3=250mA It=400mA ; c) P1=50mW P2=100mW P3=250mW Pt=400mW ; d) R4>10Ω 3- a) IR1=2,4mA ; IR2=0,8mA ; IR3=1,6mA ; IR4=0,4mA ; IR5=0,8mA ; IR6=1,2mA b) VR1=VR2=VR3=VR4=VR5=VR6=9,6V c) PR1=23,04mW ; PR2=7,68mW ; PR3=15,36mW ; PR4=3,84mW ; PR5=7,68mW ; PR6=11,52mW; PT=69,12mW 4- a) IR1=20mA ; IR2=4,7mA ; IR3=3,52mA ; IR4=IR5=1,17mA b) VR1=20V ; VR2=9,4V ; VR3=10,56V ; VR4=4,68V ; VR5=5,85V c) PR1=400mW ; PR2=44,18mW ; PR3=37,17mA ; PR4=5,47mW ; PR5=6,84mW ; PT=494mW 5- a) IR1=IR8=21,6mA ; IR2=3,6mA ; IR3=7,2mA ; IR4=10,8mA ; IR5=10,8mA ; IR6=3,6mA ; IR7=7,2mA b) VR1=64,8V ; VR2=21,6V ; VR3=21,6V ; VR4=43,2V ; VR5=21,6V ; VR6=43,2V ; VR7=43,2V ; VR8=86,4V c) PR1=1,4W ; PR2=77,76mW ; PR3=155,52mW ; PR4=466,56mW ; PR5=233,28mW ; PR6=155,52mW ; PR7=311,04mW ; PR8=1,87W ; PT=4,67W 6- a) IT=5mA ; IR1=IR2=1,25mA ; IR3=2,5mA ; IR4=IR5=IR6=1,25mA b) VR1=VR2=VR3=12,5V ; VR4=25V ; VR5=5V ; VR6=20V c) PR1=PR2=15,62mW ; PR3=31,25mW ; PR4=31,25mW ; PR5=6,25mW ; PR6=25mW ; PT=125mW 7- a) IR1=40,7mA ; IR2=30,2mA ; IR3=25,9mA ; IR4=30,2mA ; IR5=IR6=IR7=4,3mA ; IR8=10,4mA ; IR9=10,4mA ; IR10=8,1mA ; IR11=IR12=IR13=2,3mA b) VR1=40,7V ; VR2=60,4V ; VR3=77,7V ; VR4=120,8V ; VR5=21,5V ; VR6=25,8V ; VR7=30,1V ; VR8=83,2V ; VR9=93,6V ; VR10=81V ; VR11=25,3V ; VR12=27,6V ; VR13=29,9V c) PR1=1,65W ; PR2=1,82W ; PR3=2,01W ; PR4=3,65W ; PR5=90mW ; PR6=110mW ; PR7=130mW ; PR8=860mW ; PR9=970mW ; PR10=666mW ; PR11=60mW ; PR12=60mW ; PR13=70mW ; PT=12,21W 8- a) I=19,9A ; b) 4,378kW 9- a) P=93,75W ; b) Q=80662,5cal ; c) E=337500Joule=0,0938kWh 10- a) E=7,2x10 6 Joule ; b) Q=1720,8kcal ; c) P=83,33W ; d) I=0,38A ; e) R=578,94Ω 11- a) E= Joule=5,811kWh ; b) P=1161,62W ; c) V=241V ; I=4,82A 12- a) E= ,83Joule=2,32kWh ; b) t=27min50s ; c) V=1118,03V ; d) I=4,47A 13- a) Q=3x10 6 cal ; b) E= ,26Joule=3,48kWh ; c) t=7h12min14s 14- Vol=10,75lts - 6 -

7 15- t=13,94min 16- a) R=6,2Ω ; b) R=3,5Ω 17- a) R=1,24mΩ ; b) 4,24mm 18- S=17,7mm a) 125Ω ; b) 154,47Ω ; c) 110,26Ω 20- R=29,95Ω 21- t=52,9ºc 22- l=496m 23- I=20mA sentido anti horario. 24- VA=1V VB=0,6V VC=0,4V VD=0,24V VE=0,1V VF=0V 25- VA=9,33V VB=8V VC=2,66V VD=0V 26- a) VE=0; VF=-30V; VG=-35,32V; VH:-41,97V; VI=-1,97V; VA=-3,3V; VB=-13,3V; VC=6,7V; VD=4,04V; b) VB=0; VC=20V; VD=17,34V; VE=13,35V; VF=-16,65V; VG=-21,97V; VH=-28,62V; VI=11,38V; VA=10,05V 27- Rx=15,12kΩ 28- a) VAB=24V ; b) VAB=22,59V 29- ri=0,12ω 30- a) Rt=6Ω ; b) It=400mA ; c) I1=I2=I3=I4=I5=80mA ; d) Vt=2,4V - 7 -