Teoría Problemas Total

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1 Funmntos Físios l Infomáti Ingnií Téni n Infomáti istms (ITI) Exmn Pil. TEORÍA 3 myo 4 Apllios y Nom: oluión Titulión: Toí Polms Totl LA NOTA DE TEORÍA CONTITUYE EL % DE LA NOTA TOTAL DEL EXAMEN. CADA PREGUNTA DE TEORÍA TIENE ÓLO UNA REPUETA VÁLIDA. PUNTUACIÓN: REPUETA CORRECTA, 1 PUNTO; REPUETA ERRÓNEA: -. PUNTO. REPONDA INDICANDO EN LA TABLA DE REPUETA QUE E ENCUENTRA AL FINAL DE LA HOJA CUAL E LA REPUETA CORRECTA. EL TIEMPO PARA LA TEORÍA E DE 6 MINUTO. DATO PARA EL EJERCICIO: q C; Fm -1. N Avogo ptíuls/mol 1.- Un supfii ilíni,, ontin n su intio un g puntul Q. i l flujo l mpo létio, pouio po s g, tvés s Φ E V m, l g Q vl ) + C ) C ) + C ) C.- En un gión, l mpo létio E î V m s státio, unifom y iigio sgún l j X. Cuál ls siguints fimions s FALA? ) Un g ngtiv situ n i gión tin ls i vlos ints l potnil. ) L ifni potnil létio nt os puntos l j X spos un istni. m s, n vlo soluto un voltio. ) Un g, inpnintmnt su signo, s mová tl fom qu umnt su ngí potnil. ) L ifni potnil létio nt os puntos qu tngn l mism oon x s nul. 3.- Cuál ls siguints fimions s CIERTA? ) Un mpo létio E n un punto j un fuz so un it g q situ llí o po qe. ) El tjo lizo po l fuz ltostáti l splz un ptíul s invit n umnt su ngí potnil. ) Un g q pou un mpo létio un istni n l vío uyo móulo s (4π q/ ) ) El potnil io un g q n l vío, un istni, s q/(4π ) uno s tom omo oign potnil l infinito. 4.- Do un onuto n quiliio ltostátio, fom iti, l qu s suministo un g Q, uál ls siguints fimions s VERDADERA? ) El potnil ví un punto oto l onuto. ) L g Q stá nsimnt istiui so l supfii l onuto. ) El mpo létio n l supfii s tngnt i supfii. ) El mpo tin un vlo onstnt (no nulo) n su intio..- Con lión un ilétio linl polizo unifommnt uál ls siguints fimions s FALA? ) L pmitivi ltiv l mio (o onstnt iléti) pu finis omo l oint nt l pmitivi l ilétio y l l vío. ) El mpo létio sultnt n l intio l ilétio s nulo. ) El vto polizión s popoionl l mpo létio. ) El vto splzminto tin imnsions nsi g 6.- D un onnso, C, s s qu uno s g on un oint mi ma unt 1 s su ngí ps J 1 J. L pi l onnso vl: ) 1 µf ) µf ) 6 nf ) nf

2 7.- Un onnso (C 1 1 µf) stá go tl fom l ifni potnil nt sus tminls s 1 voltios. ont n pllo on un sguno onnso ( C 3 µf) qu lmn un ngí.1 mj y un vz lnzo l quiliio, l g finl onnso s: ) Q 1 µc; Q µc ) Q 1 µc; Q 1µC ) Q 1 3 µc; Q 1 µc ) Q 1 1µC; Q 3µC 8.- En un onnso mus plno plls 4 m y.1 mm istni nt pls s intou un ilétio pmili ltiv.. L pi st onnso s: ) 3.4 nf ) 88. pf ) 1.6 nf ) 3.4 µf 9.- El vlo un sistni léti ºC s 3 Ω. i stá un mtil on un ofiint tmptu 1 3 (ºC) -1 su sistni 6 ºC s: ) 7.6 Ω ) 1.8 Ω ) 6 Ω ) 9 Ω 1.- P l iuito l figu lul qué vlo tn V1p qu l potni isip l R 1 s nul ) V V ) 1V ) 1 V 1 KΩ ) V 11.- Amitino qu átomo o tin un ltón li y qu l vloi splzminto los ltons s (n móulo) m/s, l intnsi oint qu iul po un l ilínio o iámto 1 m s: ) 1. A ) 1 A ). A ).38 A Dtos: nsi l o ρ Cu 8.9 g/m 3 ; Pso molul: M m 63. g/mol R 1.- En l iuito l figu l potni isip n l sistni R s: ) P R. W I βi ) P R W Dtos: V s ) P R 1 W R 1 kω; R 1 Ω R ) P R 7. W V s 1 V; β El iuito quivlnt Tèvnin nt los tminls y l iuito l figu tin los siguint vlos ) V T 1 V; R T 4 Ω ) V T 7 V; R T 1 Ω ) V T 1 V; R T 7 Ω ) V T 7 V; R T 1 Ω 14.- En l iuito l figu ls intnsis oint qu popoion l pil n l instnt iniil, ts l intupto, y tnsuio un lgo timpo (uno l onnso go) vinn s, sptivmnt, po: ) I + A; I /3 A ) I + 3 A; I 3/ A ) I + 1 A; I A ) I + 1 A; I /3 A Rpusts P1 P P3 P4 P P6 P7 P8 P9 P1 P11 P1 P13 P14

3 Funmntos Físios l Infomáti Ingnií Téni n Infomáti istms (ITI) Exmn Pil. PROBLEMA 3 myo 4 Apllios y Nom: oluión Titulión: P1 P Totl LA NOTA DE PROBLEMA CONTITUYE EL % DE LA NOTA TOTAL DEL EXAMEN. LA DURACIÓN DE ETA PARTE E DE 1 MINUTO (H, 3 MIN). DATO PARA EL EJERCICIO: q C; Fm -1. Ejiio 1 ) Utili l ly Guss p most qu l mpo o po un supfii infinit g s onstnt y ppniul l plno y su móulo vl E ( puntos). L simtí l polm nos ini qu n st so, l mpo sólo pn l istni l plno. Amás sá ppniul l mpo n too punto. Po sto, l supfii ión p l álulo s l qu s must n l figu qu sul nomins j pstills.como s pu v, s un ilino ltu H qu intst mit ltu on l plno. El flujo tvés st supfii s: E E + E + E " sup. i sup. jo sup. ltl El flujo tvés l supfii ltl s nulo poqu l mpo y l lmnto supfii son ppniuls fom qu sólo qu l flujo tvés ls tps. Po tnto: E sup. i E + sup. jo E EA H Figu Extí Físi P.A. Tipl y qu l mpo s onstnt y slint po ms s. i plimos l Ly Guus: q E EA int io A y qu l g ontni n l intio l supfii gussin sá l qu y n l íulo intsión nt l plno y l j pstills. Así, finlmnt: E nˆ D st mn ompomos qu l mpo n ls nís un plno go s onstnt y ppniul l plno, slint si l plno stá go positivmnt y ntnt si s ngtivo.

4 ) Dmust, utilizno l sulto ntio, qu l pi un onnso mus plno plls stá po: C ( puntos) Un onnso st tipo stá onstituio po os mus on supfiis plns plls y muy póxims fom qu l mpo n su intio pu poxims l pouio po os plnos infinitos istint g. El mpo nt ls mus sá l sum mos mpos y qu n st zon s sumn ls os ontiuions. Po tnto, E î + î î L ifni potnil nt ls mus l onnso s, intgno lo lgo un lín mpo: +Q -Q E iˆ V V 1 on V y sí,: E & x %$ # ( iˆ iˆ ) C 1 1 V Q V V C 1 Q po lo tnto, l pi un onnso plno s popoionl l oint (supfii /istni) ls mus. ) un onnso onnso mus plno plls, uys lámins tin un á m sps po un istni 1 m. L ifni potnil nt lls n l vío s V 3 V, qu s u 1 V uno nt ls lámins s intou un p ilétio 1 m spso. Clul: i) L pmitivi ltiv, l susptiili léti χ y l pmitivi l ilétio. (1 punto) L pmitivi ltiv s Y V V 3 V 1 V 3 + li li n unto l susptiili, ést vl, ( 1 + χ ) χ 1 finlmnt, lulmos l pmitivi l ilétio, F m F m Z X ii) L pi l onnso on y sin ilétio. (1 punto) gún mos mosto l pi un onnso mus plno plls vl,

5 1. m 1 C F m F 177 pf.1 m l pi on ilétio s: C C pf 31 pf iii) L intnsi l mpo létio nt ls lámins n l vío; l mpo létio sultnt n l ilétio y l mpo létio o po ls gs polizión; (3 puntos) El mpo létio n vío s pu lul fáilmnt pti l ifni potnil, y qu n un onnso mus plno plls, s umpl qu: V E V 3V & E E 3 1 V m. 1m omo l mpo stá iigio s l mu positiv l ngtiv, l sntio sá l l j X l figu, lugo E 3 1 î V m El mpo létio n l intio l ilétio tná l mismo sntio qu l l vío y s lul pti l uión [.47], fom qu. E E 3 1 î V m 1 3 î V m Es fáil ntn qu l móulo l mpo o po ls gs polizión s otná omo ifni nt l móulo l mpo n vío y l l mpo uno y ilétio: E E 3 1 V m 1 V m 1 V m E pol 1 î V m E pol l signo mnos povin qu l mpo o po ls gs polizión s opon l o po ls gs lis. iv) L zón nt l nsi g polizión p y li l.(1 punto) Est pgunt s pu spon os foms istints. L pim s mint un nálisis los mpos létios n l intio l ilétio, n l so qu nos oup s umpl qu: li pol E Po tnino n unt qu tmién E E tnmos: E E y finlmnt: & i & i pol pol & i & i pol pol & i 1 1 & i 1 & i ( 1 ) & i & i pol & i

6 lugo po 3 gs lis n ls mus l onnso, pn gs polizión n l ilétio qu pntlln pilmnt l mpo o po ls gs lis Ejiio ) Dtmin l oint n m l iuito l figu (3 puntos). Como s tt un iuito oint ontinu n sto stionio (no s ini lo ontio) los onnsos stán gos y s ompotán omo iuitos itos y n l oin l mpo mgnétio sá onstnt po lo qu s pu tt omo un otoiuito. Tnino n unt sts onsiions l iuito s Dtos: R 1 R 4 kω; pu iuj omo must n l figu. R R 3 R R 6 R 7 1 kω Dtminmos l intnsi qu iul po m 1 8 V; 4 V; 3 1 V; C 1 1 µf; C µf mint l métoo ls oints mll. Po sto, tmién s iujo n l figu l sistm oints R 1 R 4 lgio pl pli ést métoo. L uión mtiil l iuito s: R 1 I I R + R + R R R I R R + R4 + R R I 3 R3 R R3 + R + R6 + R 7 I R3 R 1 R R 4 1 C R 7 R 3 g C 1 3 f R 6 R C1 C I R qu, sustituyno los vlos numéios (tjmos n g f V, kω y ma), qu R 7 3 R I I I fom qu I ma; I ma; I ma; Un vz tmins ls oints mll pomos lul ls oints ls. En l squm siguint s mustn ls oints m qu mos lul n l iuito

7 simplifio. Y s tnio n unt qu po ls ms n l qu stán los onnsos l intnsi qu iul n nul. Ls oints vln: I1 I 3. ma; I I I.4 ma; I3 I.8 ma; I4 I I.8 ma; I I I 3. ma; I6 I 4 ma; ) Utili los sultos l pto () p sign un potnil n punto suponino qu l potnil n l punto s o. ( puntos). L tnsión n punto s: V V ; V V V 8 V V V RI 1 1 8V 6.4 V 1.6 V ; V V R 4I3 1.6V ( kω.8ma) V V V V 4V 4 V Vf V R6I6 4V ( 1kΩ 4mA) 8V V V + 3 8V + 1V 4V g f ( ) V V R3I4 V 1kΩ.8mA.8V Pomos ompo si los sultos son otos lulno, nuvo, l tnsión n l punto qu o: ( ) V V RI4 4V 1kΩ 4mA V g ) Clul l potni popoion po ls funts. (1 punto). En st iuito l oint iul, n ls funts 1 y 3, l polo ngtivo l positivo, lugo son ls qu popoionn to l potni l iuito. Est s: P 1I1+ 3I6 8V 3.mA+ 1V 4mA 73.6mW Gn qu, po l pinipio onsvión l ngí, oinii on l potni isip n ls sistnis ms l onsumi po l funt. En fto Dis ( ) P RI + R I + R I + R I + R I + R + R I mw P I 3. mw ) Dtmin l ngí isip n l sistni R n un o. (1 punto). L ngí isip n un o n R s () ( ) U t P t RIt 1kΩ.4 ma 36s.74 J R R R 1 R 3 R 4 I 1 R I 3 1 I g f R I 4 I R 7 R 6 3 I 6

8 ) Clul l g y l ngí lmn n onnso. (3 puntos). P lul l ifni potnil l qu stá somtio onnso mos ono l g qu lmn uno. P lull utilizmos qu n m s tt un soiión si. L ifni potnil l qu stá somtio l onjunto l izqui s: V V V.8 V Cq1 omo stán soios n si, l pi quivlnt vl: C CC ( µ F)( µ F) ( µ ) ( µ ) 1 µ F q C1+ C F + F fom qu g f Qq 1 CqVC q µ F.8V.3µ C 3 omo los onnsos stán n si s umpl qu: Q Q Q µ C 11 1 q1.3 L ngí lmn n onnso s pu tmin n funión l g y l pi onnso: U C1, C P l m l nálogmnt, Q11 Q C C 1 V V V 3. V Cq fom qu Qq CqVC q µ F 3.V.1µ C 3 omo los onnsos stán n si s umpl qu: 1 q.1 7 Q Q Q µ C L ngí lmn n onnso s pu tmin n funión l g y l pi onnso: U C1, C Q1 Q C C 1 J 6 J R 1 R 3 C 1 C R R 4 1 R R 7 R 6 3 C 1 C