Ejercicios De Fuerza Electromotriz 373u60

Ejercicios de fuerza electromotriz 1) Una bobina gira dentro de un campo magnético de 0,5 T a razón de 400 r.p.m. La bobina está constituida por 100 espiras de 15 cm2de área cada una de ellas. ¿Cuál es la Fuerza Electromotriz Alterna Inducida? Solución: ε= N. B. S. ω. sen ωt B = 0,5 T ω= 400 rpm = 400 ciclos/min. 2πrad / 1 ciclo. 1 min / 60 s = = 13, 33 πrad/s S = 15 cm2. 1 m2/ 10000 cm2= 15. 10-4m2 N = 100 espiras Llevaremos los datos ala ecuación: ε= N. B. S. ω. sen ωt ε= 100. 0, 5 T. 15. 10-4m2. 13, 33 πrad/s. Sen 13, 33 πt= = 9997,5. 10-4sen 13, 33 π T ≈ 10000. 10-4 Sen 13, 33 πt = = sen 13, 33 π t 2) Calcular la Fuerza Electromotriz Inducida en una bobina que consta de 1500 espiras y gira en un campo magnético de 0,05 T. El giro de la bobina tiene una frecuencia de 75 Hz y el área de cada espira es de 0,002 m2 Solución: Del Movimiento Circular Uniforme recordaremos que:

ω = 2π/T; T = 1 / σ ω = 2π/ (1/T) ω = 2πσ Siendo σ la frecuencia del movimiento circular . Adaptación de datos: N = 1500 espiras B = 0,05 T σ = 75 Hz (1/s) S = 0,002 m2 De la ecuación:

ε= N. B. S. ω. sen ωt

Y poniendo la velocidad angular en función de la frecuencia: ε= N. B. S. 2πσ. Sen 2πσt Sustituimos datos: ε= 1500. 0,05 T. 0,002 m2. 2π. 75 (1/s). Sen 2π. 75 t = =22, 5 πsen 150π. T 3) La bobina de un alternador consta de 25 espiras de 60 cm2y gira con una frecuencia de 50 Hz en un campo magnético uniforme de 0,4 T. Calcula: a) la fem inducida en función del tiempo b) la fem máxima c) la intensidad máxima de corriente inducida si la bobina y el circuito Solución:

a) N = 25 espiras S = 60 cm2. 1 m2/10000 cm2= 0,006 m2 = 6. 10-3m2 σ = 50 HZ (1/s) B = 0,4 T R = 75 Ω ε= N. B. S. ω. Sen ωt ω = 2π/T; ω = 2π/ (1/σ) = 2πσ ε= N. N. S. 2πσ. Sen 2πσt ε= 25. 0, 4 T. 6. 10-3m2. 2π. 50 (1/s). sen. 2π. 50 t ε= 6. Sen 100 πt (V) B) εmax= N. B. S. 2Πσt εmax= 25. 0, 4 T. 6. 10-3m2. 2π. 50 (1/s) εmax= 6 V C) Imax= εmax/R; Imax= 6 V / 75 Ω = 0, 08 A RESISTIVIDAD. 1) Determine la resistencia de 2400 cm de alambre de plata que posee un diámetro de 25 centímetros. (Resistividad)

(Diámetro) Reemplazando estos valores en nuestra formula:

2) Un conductor de 30m de largo y 20 ohm de resistencia tiene una resistividad de 2,63.10 elevado a – 8 ohm-m ¿Cual es el diámetro de dicho conductor?

Despejamos área

Reemplazamos en la formula:

El diámetro lo calcularemos por el área:

Despejando a “d”, Sustituyendo

3) Qué diámetro debe tener un alambre de cobre si su resistencia ha de ser la misma que la de uno de aluminio de la misma longitud con diámetro de 3.26 mm? Ambos materiales tienen la misma longitud, (Porque ambas tienen la misma resistencia) (Igualamos ecuaciones) (Quitamos la longitud ya que son la misma )

Cálculo para el Aluminio

(Diámetro)

No me pega la imagen te la envio al fina imagen 1 Cálculo para el Cobre

Reemplazando imagen 2

Sustituyendo

RESISTENCIA: 1) La placa de una cocina eléctrica indica que consume una potencia de 2,5 kilovatios a la tensión de 220 V. Calcula: a) La intensidad. b) El valor de la resistencia. c) La energía eléctrica consumida (kilovatio-hora) en un mes si funciona dos horas diarias

a) La potencia eléctrica es igual al cociente entre la energía eléctrica y

el tiempo: . Como la energía eléctrica es el producto de la carga por el potencial o tensión, podemos escribir que la potencia es: . Ahora calculamos la intensidad:

b) A partir de la ley de Ohm, sustituyendo la intensidad en la ecuación

anterior, se obtiene:

. Despejamos y calculamos la resistencia:

c) La energía, si atendemos a la primera de las ecuaciones que hemos considerado, sería el producto de la potencia por el tiempo. Teniendo en cuenta el tiempo durante el que es usada la placa:

Es decir, en un mes consumirá 150 kW·h 2) Por un conductor de aluminio de 1 mm de diámetro y 10 m de largo circula una corriente de 2 mA en 1 minuto. Calcula: a) El número de electrones que pasan por la sección. b) la resistencia del conductor a) La carga que atraviesa la sección del conductor es:

. Si sustituimos, usando unidades SI:

La carga de un electrón es

:

b) La resistencia es:

. La resistividad del aluminio es

. Calculamos la sección del hilo:

Ahora hacemos el cálculo de la resistencia:

3) Si en un hilo conductor es duplicada su longitud y el radio se aumenta en un

, entonces la resistencia:

a) Disminuye un b) Aumenta un c) Se mantiene igual d) Se duplica SOLUCIÓN Podemos escribir la nueva resistencia como:

Por lo tanto, la segunda resistencia es un La respuesta correcta es b)

mayor que la segunda.