Fisica II Ejercicio resuelto electrocinetica EII Valladolid

1. APARTADO A
Para que la bombilla funcione adecuadamente necesita desarrollar una potencia de
10 W y tener una tensión entre bornes de 5 V. Vamos a calcular sus parámetros
operacionales de intensidad y resistencia.
= (∆ ) ⇒ =
∆
=
10
5
= 2
= · ⇒ = =
10
(2 )
= 2,5 Ω
Tramo BCD: necesitamos una corriente de 2 A.
TramoBD:
Conozco la coriente que circula
por la rama BC y por tanto puedo
conocer la caída de tensión en la
resistencia de R=7,5 Ω.
∆ = · = 2 · 7,5 Ω = 15
Entre B y D hay por tanto una
diferencia de 5+15=20V.
=
∆
=
20
5 Ω
= 4
Tramo AB: Aplicando LKN al nudo B:
+ + = 0 ⇒ = 4 + 2 = 6 ( )
APARTADO B
Tenemos que establecer una relación entre la fuerza electromotriz del generador
y la resistencia en paralelo para que todos los elementos funcionen adecuadamente.
El dato clave es que conocemos la intensidad que pasa por el motor y después de
este tenemos un conjunto de resistencias.
O
scarAlonso
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2. Aplicando la condición de resistencias en serie y paralelo vamos a establecer una
resistencia equivalente entre los puntos B y D
=
1
1
5 Ω
+
1
2,5Ω + 7,5Ω
=
10
3
Ω
Aplicamos la LKM:
La potencia que los generadores
comunican a la corriente eléctrica
en una malla es igual a la potencia
consumida en los receptores de la
malla más la potencia consumida en
todas las resistencias.
LKM Malla 1:
= ( + ) +
LKM Malla 2:
= ( + ) + + + ·
10
3
= + + ·
10
3
⇒ =
+ + ·
10
3 =
6 + 6 ·
2
3
Ω + 6 ·
10
3
Ω
=
30 · Ω
= ( + ) + ⇒ =
30 · Ω
+ 6 1 Ω +
30 · Ω
=
30 · Ω
+ 6 1 Ω + 30 =
30
+ 36
=
30
+ 36 =
30
− 36
APARTADO D
Un motor consume más potencia de la que es capaz de desarrollar efectivamente
debido al efecto Joule que disipa parte de la potencia en calor. Potencia útil =
Potencia mecánica.
ú = · 6 = 6 · 6 = 36
O
scarAlonso
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3. = 36 + (6 ) ·
2
3
Ω = 60
=
ú
=
36
60
= 0,6. 60%
APARTADO D
EL calor desprendido por el circuito en una hora es la potencia total que se disipa
debido al efecto Joule durante esa hora.
Potencia instantánea disipada:
· + · + ( + ) + · = 2,5 · 12 +
10
3
6 + 1(12 + 6) +
2
3
6 = 828
= ⇒ = ·
= 828 · = 828 · 3600 = 2980800
2980800 ·
1
4,1858
= 712122 í .
O
scarAlonso
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