PRÁCTICO 14_respuestas

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FÍSICA II 
Trabajos prácticos para ingenierías 
 
Selección de problemas: JTP Benjamín Tannuré Godward 
Facultad Regional Tucumán - UTN 
 
 
Práctico 14: CORRIENTE ALTERNA - Circuitos 
 
1- Cierto aparato doméstico funciona con un voltaje efectivo de 220 V bajo una corriente efectiva de 20,0 A. ¿Cuáles son 
los valores máximo y mínimo? 
• ±311 V; ±28,3 A 
2- ¿Cuál es la corriente máxima en un condensador de 2,20 µF cuando está conectado a una salida eléctrica estándar 
latinoamericana que tiene ∆Vrms = 220 V, f = 50,0 Hz? 
• 141 mA; 235 mA 
3- Un inductor de 20,0 mH se conecta a una salida eléctrica estándar (∆Vrms = 120 V; f = 60,0 Hz) Determine la energía 
almacenada en el inductor a t = (1/180) s, suponiendo que esta energía es cero a t =0. 
• 3,80 J 
4- a) Calcule la reactancia de un inductor de 0,450 H a frecuencias de 60,0 H y 600 Hz. b) Calcule la reactancia de un 
capacitor de 2,50 µF a las mismas frecuencias. c) ¿A qué frecuencia la reactancia de un inductor de 0,450 H es igual a 
la de un capacitor de 2,50 µF? 
• 1700 Ω; 106 Ω: 150 Hz 
5- Un circuito contiene dos elementos, pero no se sabe si son L, R o C. La corriente en este circuito, cuando se conecta a 
una fuente de 120 V 60,0 Hz, es 5,60 A y se retrasa 65,0º con respecto al voltaje. ¿Cuáles son los dos elementos y cuáles 
son sus valores? 
• R; 52 mH; 9,1 Ω 
6- Un transmisor de radar contiene un circuito LC que oscila a 1,00x1010 Hz (a) ¿Qué capacitancia resonará con un lazo 
de una vuelta que tiene una inductancia de 400 pH a esta frecuencia? (b) Si el condensador tiene placas paralelas 
cuadradas que están separadas por 1,00 mm de aire, ¿cuál es la reactancia común del lazo y del condensador en 
resonancia? 
• 6,33x10-13 F; 8,45x10-3 m; 25,1 Ω 
7- Usted tiene una resistencia de 200 Ω y un inductor de 0,400 H, y construye un circuito en serie con una fuente de 
voltaje que tiene una amplitud de 30,0 V y una frecuencia angular de 250 rad/s. a) ¿Cuál es la impedancia del circuito? 
b) ¿Cuál es la amplitud de corriente? c) ¿Cuáles son las amplitudes de voltaje en las terminales del resistor y en las 
terminales del inductor? d) ¿Cuál es el ángulo de fase φ del voltaje de fuente con respecto de la corriente? ¿La fuente de 
voltaje se adelanta o se atrasa en relación con la corriente? e) Construya el diagrama de fasores. 
• 224 Ω; 0,134 A; 26,8 V y 13,4 V; +26,6º, adelanta 
8- a) Un inductor, una resistencia y un condensador están conectados en serie con una línea de ca de 60,0 Hz. Con un 
voltímetro conectado a cada uno de los elementos del circuito se obtienen las lecturas siguientes: VR = 60,0 V, VL = 
100 V y Vc = 160 V. ¿Cuál es la caída total de voltaje en el circuito? ¿Cuál es el ángulo de fase? b) Dibuje en un 
diagrama de fasores que muestre Z, XL, XC y φ para un circuito en serie de CA para el cual R = 300 Ω, C = 11,0 µF, L = 
0,200 H y f = (500/π) Hz 
• 84,6 V; -45,0º 
9- Para detectar vehículos en los semáforos, bajo las autopistas a menudo se entierran horizontalmente espiras de 
alambre con dimensiones en el orden de 2,00 m. Suponga que la autoinductancia de tal espira es L = 5,00 mH y que es 
parte de un circuito LRC, como se muestra en la figura, con C = 0,100 µF y R = 45,0 Ω. El voltaje de ca tiene frecuencia 
f y voltaje Vrms. a) La frecuencia f se elige para adaptarse a la frecuencia de resonancia f0 del circuito. Encuentre f0 y 
determine cuál será el voltaje rms (VR)rms a través de la resistencia cuando f = f0. b) Suponga que f, C y R nunca 
cambian, pero que, cuando un automóvil se ubica arriba de la espira enterrada, la autoinductancia de la espira 
disminuye un 10% (debido a corrientes parásitas inducidas en las partes metálicas del automóvil). Determine en qué 
factor disminuye el voltaje (VR)rms en esta situación, en comparación con aquélla en la que no hay automóvil sobre la 
espira. [Monitorear (VR)rms permite detectar la presencia de un automóvil]. 
• 7,1 kHz; 90% 
 FÍSICA II 
Trabajos prácticos para ingenierías 
 
Selección de problemas: JTP Benjamín Tannuré Godward 
Facultad Regional Tucumán - UTN 
 
 
 
10- Un circuito L-R-C en serie, con L = 0,120 H, R = 240 Ω y C = 7,30 µF, conduce una corriente rms de 0,450 A con una 
frecuencia de 400 Hz. a) ¿Cuáles son el ángulo de fase y el factor de potencia de este circuito? b) ¿Cuál es la impedancia 
del circuito? c) ¿Cuál es el voltaje rms de la fuente? d) ¿Cuál es la potencia media que entrega la fuente? e) ¿Cuál es la 
tasa media a la que la energía eléctrica se convierte en energía térmica en el resistencia? f ) ¿Cuál es la tasa media a la 
que se disipa la energía eléctrica (es decir, se convierte en otras formas) en el capacitor? g) ¿Y en el inductor? h) ¿Cuál 
sería la frecuencia de resonancia de este circuito? i)¿Cuál sería la corriente máxima en este caso si se mantuviera la V 
máxima? 
• +45,8 º y +0,697; 344 Ω; 155 V; 46,8 W; 46,8 W; 170 Hz; 0,646 A