Prueba 9 Inductancia PDF

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FÍSICA C (PPL)PRUEBA DE CONOCIMIENTOS # 9InductanciaNombre: _________________________________________ Paralelo: 4 Grupo: __PROBLEMA 1 (16 PUNTOS)Una batería de 10 V, un resistor de 5 Ω y un inductor de 10 H se conectan en serie, conforme se muestra en la figura. El interruptor S se cierra en t = 0. ...

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FÍSICA C (PPL) PRUEBA DE CONOCIMIENTOS # 9 Inductancia Nombre: _________________________________________ Paralelo: 4 Grupo: __ PROBLEMA 1 (16 PUNTOS) Una batería de 10 V, un resistor de 5 Ω y un inductor de 10 H se conectan en serie, conforme se muestra en la figura. El interruptor S se cierra en t = 0. Determine: a) La corriente que fluye por el circuito luego de dos constantes de tiempo (4 puntos)

b) El instante en el que la corriente es la tercera parte de la corriente máxima (4 puntos) La constante de tiempo es  = L/R = 2.0 s

c) La máxima energía almacenada en el campo magnético del inductor (4 puntos) Cuando la corriente alcanza su valor máximo, el inductor se comporta como un cortocircuito. La corriente en el circuito es 10/5 = 2 A U = ½LI2 = 20 J d) La potencia entregada por la fuente después de que el interruptor ha permanecido cerrado por un tiempo muy largo (4 puntos) P = V0I = 20 W

PROBLEMA 2 (9 PUNTOS) En el circuito mostrado en la figura se cierra el interruptor en t = 0, con el capacitor inicialmente sin carga. Halle la lectura de cada amperímetro y voltímetro, a) inmediatamente después de cerrar S (4.5 puntos) Justo después que el interruptor es cerrado el voltaje V5 a través del capacitor es cero y tampoco hay corriente a través del inductor, así que V 3 = 0. V2 + V3 = V4 = V5, y dado que V5 = 0 y V 3 = 0, V4 y V2 también son cero. V4 = 0, lo que significa que V3 lee cero. V1 entonces debe ser igual a 40,0 V, y esto significa que la lectura de corriente dada por A1 es (40.0 V)/(50.0 ) = 0.800 A. A2 + A3 +A4 = A1, pero A2 = A3 = 0, por tanto A4 = A1 = 0.800 A. A1 = A4 = 0.800 A; la lectura de los otros amperímetros es cero. V1 = 40.0 V y la lectura de los otros voltímetros es cero. b) cuando ha transcurrido mucho tiempo (4.5 puntos) Después de un largo tiempo el capacitor está completamente cargado así que A4 = 0. La corriente a través del inductor no está cambiando, por lo que V 2 = 0. Las corrientes pueden ser calculadas desde el circuito equivalente que reemplaza al inductor por un cortocircuito:

I = (40.0 V)/(83.33 ) = 0.480 A; A1 lee 0.480 A V1 = I(50.0  ) = 24.0 V El voltaje a través de cada rama paralela es 40.0 V – 24.0 V = 16.0 V V2 = 0, V3 = V4 = V5 = 16.0 V V3 = 16.0 V lo que significa que A 2 lee 0.160 A. V4 = 16.0 V por lo que A3 lee 0.320 A. A4 lee cero. Note que A2 + A3 = A1. Registre sus resultados en la siguiente tabla: t=0 t=

A1 (A) A2 (A) A3 (A) A4 (A) V1 (V) V2 (V) V3 (V) V4 (V) V5 (V) 0.800 0 0 0.800 40.0 0 0 0 0 0.480 0.160 0.320 0 24.0 0 16.0 16.0 16.0...