A1 f ap_2013_abril
- 1. 1 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. Nombre: mA10 V18 k6 k4 k.60 a b i6K (mA) = Intensidades i4K (mA) = i0.6K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) = TEORÍA (2.5 p) A) Teorema de Gauss. Enunciado y explicación breve. B) Una carga de 2 C se encuentra en el centro de un cubo de 1 m de lado. ¿Cambiará el flujo eléctrico total a través de las seis caras de cubo si la carga se mueve y se coloca descentrada en una posición distante 25 cm de la posición inicial? Explicar brevemente. PROBLEMA 3 (3.5 p) FÍSICAAPLICADA. EXAMEN A1. ABRIL 2013. MODELO A PROBLEMA 2 (2.5 p). Un condensador plano de placas paralelas tiene una superficie de 200 cm2, siendo 0.25 mm. la distancia entre ellas. El dieléctrico de este condensador ocupa totalmente el volumen entre las placas y su constante dieléctrica es k = 5. El condensador se carga conectándolo a una fuente de 10 V. a) ¿Qué campo eléctrico hay dentro del condensador cargado y cuál es la densidad de carga de la placa positiva? b) ¿Qué energía almacena el condensador? c) Si este condensador se conecta en serie con otro de iguales dimensiones pero con un dieléctrico de constante k’ = 15, ¿cuál es la capacidad? Permitividad del vacío 0 = 8.85·10-12 F/m PROBLEMA 1 (1.5 p). Una onda de 418 Hz se propaga en el aire a 26 ºC. El nivel de presión sonora medido por un receptor a cierta distancia de la fuente sonora es de 51 dB. a) Calcular la longitud de onda. b) Si suponemos que esta onda se propaga como onda plana, escribir la ecuación de la onda sonora. Datos para el aire. Coeficiente adiabático 1,40. Masa molecular 0,0289 kg/mol. Constante de los gases R = 8.314 J/(K·mol). Presión de referencia (nivel de presión sonora): 20 mPa.
- 2. 2 Nombre: TEORÍA (2.5 p) A) Teorema de Gauss. Enunciado y explicación breve. B) Una carga de 2 C se encuentra en el centro de un cubo de 1 m de lado. ¿Cambiará el flujo eléctrico total a través de las seis caras de cubo si la carga se mueve y se coloca descentrada en una posición distante 25 cm de la posición inicial? Explicar brevemente. FÍSICAAPLICADA. EXAMEN A1. ABRIL 2013. MODELO B PROBLEMA 2 (2.5 p). Un condensador plano de placas paralelas tiene una superficie de 200 cm2, siendo 0.25 mm. la distancia entre ellas. El dieléctrico de este condensador ocupa totalmente el volumen entre las placas y su constante dieléctrica es k = 5. El condensador se carga conectándolo a una fuente de 10 V. a) ¿Qué campo eléctrico hay dentro del condensador cargado y cuál es la densidad de carga de la placa positiva? b) ¿Qué energía almacena el condensador? c) Si este condensador se conecta en serie con otro de iguales dimensiones pero con un dieléctrico de constante k’ = 15, ¿cuál es la capacidad? Permitividad del vacío 0 = 8.85·10-12 F/m PROBLEMA 1 (1.5 p). Una onda de 418 Hz se propaga en el aire a 26 ºC. El nivel de presión sonora medido por un receptor a cierta distancia de la fuente sonora es de 51 dB. a) Calcular la longitud de onda. b) Si suponemos que esta onda se propaga como onda plana, escribir la ecuación de la onda sonora. Datos para el aire. Coeficiente adiabático 1,40. Masa molecular 0,0289 kg/mol. Constante de los gases R = 8.314 J/(K·mol). Presión de referencia (nivel de presión sonora): 20 mPa. i12K (mA) = Intensidades i8K (mA) = I1.2K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) = mA10 V18 k21 k8 k.21 a b 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. PROBLEMA 3 (3.5 p)
- 3. 3 Nombre: TEORÍA (2.5 p) A) Teorema de Gauss. Enunciado y explicación breve. B) Una carga de 2 C se encuentra en el centro de un cubo de 1 m de lado. ¿Cambiará el flujo eléctrico total a través de las seis caras de cubo si la carga se mueve y se coloca descentrada en una posición distante 25 cm de la posición inicial? Explicar brevemente. FÍSICAAPLICADA. EXAMEN A1. ABRIL 2013. MODELO C PROBLEMA 2 (2.5 p). Un condensador plano de placas paralelas tiene una superficie de 200 cm2, siendo 0.25 mm. la distancia entre ellas. El dieléctrico de este condensador ocupa totalmente el volumen entre las placas y su constante dieléctrica es k = 5. El condensador se carga conectándolo a una fuente de 10 V. a) ¿Qué campo eléctrico hay dentro del condensador cargado y cuál es la densidad de carga de la placa positiva? b) ¿Qué energía almacena el condensador? c) Si este condensador se conecta en serie con otro de iguales dimensiones pero con un dieléctrico de constante k’ = 15, ¿cuál es la capacidad? Permitividad del vacío 0 = 8.85·10-12 F/m PROBLEMA 1 (1.5 p). Una onda de 418 Hz se propaga en el aire a 26 ºC. El nivel de presión sonora medido por un receptor a cierta distancia de la fuente sonora es de 51 dB. a) Calcular la longitud de onda. b) Si suponemos que esta onda se propaga como onda plana, escribir la ecuación de la onda sonora. Datos para el aire. Coeficiente adiabático 1,40. Masa molecular 0,0289 kg/mol. Constante de los gases R = 8.314 J/(K·mol). Presión de referencia (nivel de presión sonora): 20 mPa. i6K (mA) = Intensidades i4K (mA) = i0.6K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) = mA5 V9 k6 k4 k.60 a b 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. PROBLEMA 3 (3.5 p)
- 4. 4 Nombre: TEORÍA (2.5 p) A) Teorema de Gauss. Enunciado y explicación breve. B) Una carga de 2 C se encuentra en el centro de un cubo de 1 m de lado. ¿Cambiará el flujo eléctrico total a través de las seis caras de cubo si la carga se mueve y se coloca descentrada en una posición distante 25 cm de la posición inicial? Explicar brevemente. FÍSICAAPLICADA. EXAMEN A1. ABRIL 2013. MODELO D PROBLEMA 2 (2.5 p). Un condensador plano de placas paralelas tiene una superficie de 200 cm2, siendo 0.25 mm. la distancia entre ellas. El dieléctrico de este condensador ocupa totalmente el volumen entre las placas y su constante dieléctrica es k = 5. El condensador se carga conectándolo a una fuente de 10 V. a) ¿Qué campo eléctrico hay dentro del condensador cargado y cuál es la densidad de carga de la placa positiva? b) ¿Qué energía almacena el condensador? c) Si este condensador se conecta en serie con otro de iguales dimensiones pero con un dieléctrico de constante k’ = 15, ¿cuál es la capacidad? Permitividad del vacío 0 = 8.85·10-12 F/m PROBLEMA 1 (1.5 p). Una onda de 418 Hz se propaga en el aire a 26 ºC. El nivel de presión sonora medido por un receptor a cierta distancia de la fuente sonora es de 51 dB. a) Calcular la longitud de onda. b) Si suponemos que esta onda se propaga como onda plana, escribir la ecuación de la onda sonora. Datos para el aire. Coeficiente adiabático 1,40. Masa molecular 0,0289 kg/mol. Constante de los gases R = 8.314 J/(K·mol). Presión de referencia (nivel de presión sonora): 20 mPa. i12K (mA) = Intensidades i8K (mA) = I1.2K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) = k21 k8 k.21 a b mA5 V9 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. PROBLEMA 3 (3.5 p)
- 5. 5 20 10 P ref L rms pp refref p p p p L rmsrms P 10 2 10 log20log10 PROBLEMA 1 (1.5 p). Una onda de 418 Hz se propaga en el aire a 26 ºC. El nivel de presión sonora medido por un receptor a cierta distancia de la fuente sonora es de 51 dB. a) Calcular la longitud de onda. b) Si suponemos que esta onda se propaga como onda plana, escribir la ecuación de la onda sonora. Datos para el aire. Coeficiente adiabático 1,40. Masa molecular 0,0289 kg/mol. Constante de los gases R = 8.314 J/(K·mol). Presión de referencia (nivel de presión sonora): 20 mPa. a) Para determinar la longitud de onda necesitamos la frecuencia y la velocidad de propagación. La velocidad de propagación en el aire depende de su masa molecular, del coeficiente adiabático, la constante de los gases y la temperatura: M TR v 0289.0 27326·314.8·40.1 m/s347 fv · m83.0 418 347 f v Relación entre velocidad, longitud de onda y frecuencia: b) Cálculo del valor máximo de presión Pa1010·2202 220 51 0 rmspp tfxptkxpp 2 2 coscos 00 Pa262657.7cos10 2 txp
- 6. 6 PROBLEMA 2 (2.5 p). Un condensador plano de placas paralelas tiene una superficie de 200 cm2, siendo 0.25 mm. la distancia entre ellas. El dieléctrico de este condensador ocupa totalmente el volumen entre las placas y su constante dieléctrica es k = 5. El condensador se carga conectándolo a una fuente de 10 V. a) ¿Qué campo eléctrico hay dentro del condensador cargado y cuál es la densidad de carga de la placa positiva? b) ¿Qué energía almacena el condensador? c) Si este condensador se conecta en serie con otro de iguales dimensiones pero con un dieléctrico de constante k’ = 15, ¿cuál es la capacidad? Permitividad del vacío 0 = 8.85·10-12 F/m a) Calculamos el campo eléctrico V/m10·4 10·25.0 10 4 3 d V E Calculamos la capacidad F10·54.3 10·25.0 10·002 10·85.8·5 9 3 4 12 0 d S kC Calculamos la carga C10·54.310·10·54.3 89 VCQ E densidad de carga EkE 0 Alternativa cálculo densidad carga 26 4 8 C/m10·77.1 10·200 10·54.3 S Q 26 C/m10·77.1 b) Energía almacenada en el condensador QVCV C Q dQ C Q U Q 2 1 2 1 2 1 2 2 0 J10·1.77·1010·54.3 2 1 79 c) El condensador con dieléctrico k’ tiene una capacidad C’ C d S kC 3F10·06.1 10·25.0 10·002 10·85.8·15 8 3 4 12 0 Asociación en serie C3 C CCCCS 3 4 3 111 4 3C CS F10·66.2 9
- 7. 7 mA10 V18 k6 k4 k.60 a b 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. PROBLEMA 3 (3.5 p) Convertimos la fuente de corriente y la resistencia de 6 K en paralelo en fuente de voltaje y resolvemos por mallas V60610 V V18 k6 k4 k.60 a b 1i V19.24.8·444 Kcd iV 2i 18 60 6.44 410 2 1 i i mA6.8 30 204 1 i mA2 30 60 2 i mA8.426.8214 iii K Ki4 mA226.0 ii K Ki 6.0 Para calcular la corriente en la resistencia de 6 K observamos que ésta se encuentra en paralelo con la resistencia de 4 K, por lo que calculamos primero la caída de tensión entre los puntos c y d. c d mA2.3 6 19.2 6 6 cd K V i Ki6 Equivalente Thèvenin entre a y b: el voltaje en circuito abierto medido entre a y b es igual al voltaje en circuito abierto medido entre c y a, ya que c y a están al mismo potencial y d y b también. V2.19abV k48.0abR Resistencia equivalente entre a y b: la correspondiente a tres resistencias en paralelo después de abrir la fuente de corriente y cortocircuitar la de voltaje. 6.0 1 4 1 6 11 abR Potencia suministrada fuente voltaje mW3618·218·2 iPV Potencia consumida resistencia 0.6 K mW4.26.0·26.0· 22 26.0 iP K
- 8. 8 mA10 V18 k6 k4 k.60 mA.23 mA.84 mA2 a a bb V2.19abV k48.0abR mA10 V18 k6 k4 k.60 mW4.26.0 KPmW36VP 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. i6K (mA) = Intensidades i4K (mA) = i0.6K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) =
- 9. 9 mA10 V18 k21 k8 k.21 mA2 mA3 mA5 a a bb V24abV k96.0abR mA10 V18 mW302.1 KPmW90VP k21 k8 k.21 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. i12K (mA) = Intensidades i8K (mA) = i1.2K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) =
- 10. 10 mA5 V9 k6 k4 k.60 mA.61 mA.42 mA1 a a bb V6.9abV k48.0abR mA5 V9 k6 k4 k.60 mW6.06.0 KPmW9VP 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. i6K (mA) = Intensidades i4K (mA) = i0.6K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) =
- 11. 11 k21 k8 k.21 mA1 mA.51 mA5.2 a a bb V12abV k96.0abR mW5.72.1 KPmW5.22VP k21 k8 k.21 3.1) Determinar la corriente que circula por cada una de las resistencias del circuito siguiente (indicando su sentido mediante una flecha junto a cada una). 3.2) Calcular el equivalente Thevenin del circuito visto desde los terminales a, b. 3.3) Calcular la potencia suministrada por la fuente de voltaje y la potencia disipada por la resistencia colocada en serie con ella. mA5 V9 mA5 V9 i12K (mA) = Intensidades i8K (mA) = i1.2K (mA) = Equivalente Vab (V) = Thèvenin Rab (K) = Potencia fuente Psumin (mW) = Potencia resis. Pdisip (mW) =