Unidad 2. Problemas.Versión en línea Serie de ejercicios de aplicación de la Unidad 2 "Generación de energía eléctrica". por Oscar Ocampo Cervantes 1 El circuito eléctrico que se muestra consta de dos elementos resistivos cuyos valores de resistencia son R1 = 5 Ω y R2 = 15 Ω. Si la fuente de voltaje es de 10 V, ¿cuál es la magnitud de la intensidad de corriente? Escribe la magnitud de la intensidad de corriente con la unidad correspondiente. Respuesta escrita 2 El circuito eléctrico que se muestra consta de dos elementos resistivos cuyos valores de resistencia son R1 = 6 Ω y R2 = 12 Ω. Si la fuente de voltaje es de 16 V, ¿cuál es la magnitud de la intensidad de corriente? Escribe la magnitud de la intensidad de corriente con la unidad correspondiente. Respuesta escrita 3 Al transferir 4504.5 cal a una cierta cantidad de mercurio, la temperatura se incrementó de 18 °C hasta 109 °C, ¿cuál es la masa del mercurio? (Cesp = 0.033 cal/g °C). Expresa la respuesta en kilogramos y con una cifra después del punto decimal, no olvides indicar la unidad. Respuesta escrita 4 Para operar un electroimán se requiere construir un sistema generador de electricidad que proporcione 220 V entre las terminales de una bobina que se expone a un flujo magnético de 5x10-2 Wb en 1x10-1 s. ¿Cuántas espiras debe tener la bobina? En la respuesta escribe únicamente el número. Respuesta escrita 5 Determina cuál es la temperatura en °C de la fuente fría (Ts) en una máquina térmica cuya eficiencia es del 36 %, si la temperatura de la fuente caliente (Te) es de 310 °C. Expresa el resultado en números enteros y sin unidad. Respuesta escrita Explicación 1 El valor de resistencia equivalente del circuito es de 15 Ω, al ser un circuito en serie los valores de resistencia se suman directamente. Aplicando la ley de Ohm (V = R*I), si se despeja la intensidad de corriente es posible calcular su valor: I = 10 V/20 Ω, por lo tanto, I = 0.5 A. 2 Dado que los elementos resistivos se encuentran conectados en paralelo entre sí, el valor de la resistencia equivalente se obtiene a partir de la suma de los calores inversos de sus resistencias, de esta forma Req = 4 Ω. Aplicando la ley de Ohm (V = R*I), si se despeja la intensidad de corriente es posible calcular su valor: I = 16 V/4 Ω, por lo tanto, I = 4 A. 3 Al despejar la masa de la ecuación de calor (m = Q/Cesp*∆T) y sustituir los datos, se obtendrá el valor de masa de 1500 g, que expresado en killogramos es de 1.5. 4 Al sustituir en la ecuación de Faraday, N = (220 V * 1x10-1 s) / 5x10-2 Wb = 440 espiras. 5 Al despejar la temperatura de salida (Ts) de la ecuación de eficiencia [Ts = Te (η-1)], convirtiendo la temperatura para expresarla en K y representando a la eficiencia como 0.36, al sustituir: Ts = 583 K (1- 0.36) = 373 K. Al convertir a °C, Ts = 373 K -273 = 100 °C.
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