Otras carreras Ayuda con unos ejercicios

[nena_IQU]

Hola chicos, soy nueva en el foro q esta muy interesante por cierto estudio ingeniera quimica...

Bueno quíero pedirles asesoría para resolver estos 2 ejercicios de electro que no puedo resolver, porfa alguien q me ayude, ya q no quiero quedar mal con mis compañeros (me toco resolver esos a mi )...gracias
El numero del ejercicio viene encerrado en circulo---

[electr0n]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Hola.

Para el primer problema, sólo has de realizar con cuidado los cálculos teniendo en cuenta:

a) La relación entre la capacidad de un condensador, la carga que almacena y el voltaje entre sus bornes es $\displaystyle C=\frac{Q}{\Delta V}$.

b) La capacidad equivalente de dos condensadores en serie se calcula mediante $\displaystyle \frac{1}{C_{eq}}=\frac{1}{C_a}+\frac{1}{C_b}$; mientras que si están en paralelo, vale $C_{eq}=C_a+C_b$.

c) La diferencia de potencial $V_{ad}$ afecta por igual a $C_1$ y $C_2$.

Conociendo la carga que te dan para $C_2$, es cuestión de ir tirando del hilo y se calcula todo lo demás.

En cuanto al segundo problema, hay que recordar que el "voltímetro ideal" no introduce más resistencias, y entonces sólo hay que considerar las dos del circuito (en serie) y una batería de 5V. Con ésto y la ley de Ohm se calcula la corriente que circula por todo el circuito. Conocida la corriente, hay que calcular la caída de potencial en la resistencia interna; el voltaje terminal serán los 5V menos dicha caída de potencial debida a la resistencia interna de la batería.

A ver si así te resulta más sencillo!

Saludos

[nena_IQU]

Re: Ayuda con unos ejercicios

oyeee intente resolverlos, pero no estuvieron bien que digamos, el profe segun el me explico pero me dejo mas dudas aún, porfa necesito mas ayuda muchachos porfavor!!

[electr0n]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Sería conveniente que nos explicaras cómo has intentado resolverlos para ayudarte mejor.

El procedimiento es más o menos éste:


(1) Sabiendo que entre los bornes de $C_1$ y los de $C_2$ existe la misma tensión $V_{ad}$, calcular dicha tensión sabiendo que $\displaystyle C_2=\frac{Q_2}{V_{ad}}$.

(2) Conocida ya $V_{ad}$, utilizarla para calcular $Q_1$ sabiendo que $\displaystyle C_1=\frac{Q_1}{V_{ad}}$.

(3) Deducir la carga total acumulada entre los puntos "a" y "d" sabiendo que la carga de varios condensadores en paralelo es la suma de sus cargas individuales.

(4) Deducir la carga $Q_3$ sabiendo que la carga en varios condensadores en serie es la misma para todos.

(5) Deducir la carga equivalente $Q_{total}$ del circuito entero entre "a" y "b" teniendo en cuenta el punto (4).

(6) Calcular la capacidad equivalente $C_{total}$ del circuito entero entre "a" y "b" sabiendo que para condensadores en paralelo se cumple $\displaystyle C_{equivalente}=C_a+C_b+C_c+...$ y que para condensadores en serie se verifica $\displaystyle \frac{1}{C_{equivalente}}=\frac{1}{C_a}+\frac{1}{C_b}+\frac{1}{C_c}+...$.
(7) Calculados los valores de (5) y (6), hallar la diferencia de potencial entre los puntos "a" y "b" sabiendo que $\displaystyle C_{total}=\frac{Q_{total}}{V_{ab}}$.

Los resultados, salvo error mío, deben ser:

$Q_1=80\mu C$

$Q_2=40\mu C$

$Q_3=120\mu C$

$V_{ab}=37,38V$

---

Ahora, el segundo problema se podría resolver más o menos así:

(1) Calcular la resistencia equivalente del circuito considerando la resistencia externa y la interna de la batería, sabiendo que para resistencias en serie $\displaystyle R_{equivalente}=R_a+R_b+R_c+...$.

(2) Conocida la resistencia total (el voltímetro es "ideal" y no introduce más cargas), aplicar la ley de Ohm para conocer la intensidad que circula por el circuito.

(3) Aplicar nuevamente la ley de Ohm para la resistencia interna sabiendo que por ella circula la misma corriente de todo este circuito, hallada en el punto (2), y calcular la diferencia de potencial entre sus extremos para responder al apartado a).

(4) Calcular el voltaje terminal sabiendo que se define como la FEM de la batería menos la caída de potencial en su resistencia interna, hallada en el punto (3), para responder al apartado b).

(5) Recordar que el voltímetro ideal no tiene resistencia interna y por tanto no produce caídas de potencial, para el apartado c).

Resultados:

$a) I=2A$

$b) V_t=4V$

$c) V=0V$

Lo he desmenuzado mucho; a ver si te sirve de ayuda y lo resuelves

Saludos

[nena_IQU]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Muchachos, no doy una, electron gracias por tu ayuda pero estoy demasiado tapada para entenderte aún asi gracias por tratar de hacerme entender.
Como última petición si alguien puede dejarme los ejercicios resueltos es mi ultima esperanza. Gracias

[electr0n]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Mujer, si... ¡lo que te puse ayer es prácticamente la resolución completa de ambos problemas!

Por favor, dinos cómo has intentado hacerlos y dónde te atascas.

Esta tarde, si sigues liada, te pongo la resolución (ahora tengo que irme )

Saludos

[nena_IQU]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Pues mira en el del voltimetro ideal he hecho esto, paso por pasa com me dijiste hasta donde me he atascado:

Resistencia (total) 2.0 + 0.5=2.5
Aplicando Ley de Ohm: 5.0/2.5= 2 A

Volviendola aplica I= 5.0/2.0= 2.5..."calcular la diferencia de potencial entre sus extremos para responder al apartado a)." de aquí en adelante ya no se que hacer.....

Del problema de red de capacitores nada de nada....si por favor podrías pasarlos ya resueltos(como si fueras a entregarlos a tu profesor), te lo agradecería un mundo, es que tengo que mandarlos hoy!!! (notese la desesperación)...

[electr0n]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Del problema de red de capacitores nada de nada....si por favor podrías pasarlos ya resueltos(como si fueras a entregarlos a tu profesor), te lo agradecería un mundo, es que tengo que mandarlos hoy!!! (notese la desesperación)...

Joer, lo siento, acabo de llegar de una reunión... creo que ya es un poco tarde para enviarlos hechos.

¿Ayudo algo si lo posteo resuelto esta noche...?

[nena_IQU]

Re: Ayuda con unos ejercicios

claro que siii!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

[Metaleer]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Joer, lo siento, acabo de llegar de una reunión... creo que ya es un poco tarde para enviarlos hechos.

¿Ayudo algo si lo posteo resuelto esta noche...?

Tú no tienes que pedir perdón, hombre. Ayudas de forma altruista.

nena_IQU, debes tener en cuenta eso mismo, los miembros del foro ayudan con buena voluntad, nadie cobra por ayudar, y súplicas del tipo "hacedme los problemas" lo único que hacen es hacer pensar a la gente que eres vaga. Te recomiendo que le eches un vistazo a esta página.

[electr0n]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Jeje, Metaleer... tienes razón. A veces tengo mucho afán por echar un cable, pero no se puede estar a todo. También es cierto que algunos piden resoluciones completas para el día siguiente y dan la impresión de no esforzarse (o será que no se me entiende?)


Bueno, al tajo. Nena_IQU, aquí tienes la resolución:




(1) $C_1$ y $C_2$ están en paralelo, de modo que ambos están a la misma diferencia de potencial entre los bornes. Sabiendo que $Q_2=40\mu F$, aplicamos la definición de capacidad y despejamos:

$\displaystyle V_{ad}=\frac{Q_2}{C_2}=\frac{40\mu C}{3\mu F}=13,33V$

(2) Esta diferencia de potencial es la misma que hay entre los bornes de $C_1$; entonces aplicamos el mismo procedimiento y calculamos su carga:

$\displaystyle Q_1=C_1V_{ad}=6\mu F\cdot 13,33V=80\mu C$

(3) La carga equivalente de la conexión en paralelo de estos dos condensadores $C_1$ y $C_2$ es su carga total:

$Q_{total}=80\mu C+40\mu C=120\mu C$

(4) Con el punto anterior, $C_1$ y $C_2$ son equivalentes a un único condensador de carga $120\mu C$. Este condensador equivalente está conectado en serie con $C_3$; como cualquier agrupación de condensadores en serie hace que todos adquieran la misma carga, se deduce que

$Q_3=120\mu C$

(5) Tenemos que el circuito entero equivale a dos condensadores en serie:

- El primero es el equivalente del paralelo entre $C_1$ y $C_2$
- El segundo es $C_3$, que tiene carga $120\mu C$

Repetimos el argumento: sabemos que, puestos en serie, la agrupación de todos los condensadores tendrá una carga EQUIVALENTE (no total) igual a la carga que todos adquieren por separado. Está claro que esta carga equivalente la dará $C_3$, y por tanto

$Q_{equivalente}=120\mu C$

(6) La capacidad de la rama en paralelo es $C_{12}=C_1+C_2=9\mu F$ y la capacidad EQUIVALENTE del circuito entero es

$\displaystyle \frac{1}{C_{equivalente}}=\frac{1}{C_{12}}+\frac{1}{C_3}\Rightarrow C_{equivalente}=3,21\mu F$

(7) Calculadas la carga equivalente y la capacidad equivalente del circuito entero entre a y b, volvemos a la definición de capacidad y calculamos:

$\displaystyle V_{ab}=\frac{Q_{equivalente}}{C_{equivalente}}=\frac{120\mu C}{3,21\mu F}=37,38V$

---

Volviendola aplica I= 5.0/2.0= 2.5..."calcular la diferencia de potencial entre sus extremos para responder al apartado a)." de aquí en adelante ya no se que hacer.....

Ante todo, un consejo: escribe siempre las unidades.

[EDITADO] El voltímetro "ideal" es un instrumento que colocamos en paralelo entre 2 puntos de un circuito y nos mide la diferencia de potencial entre ellos, con una resistencia interna tan grande (idealmente infinita) que no induce fugas de corriente a su través. Si el concepto no me falla, colocar el voltímetro en serie desvirtúa las medidas y ocasiona que la corriente por todo el circuito sea cero. Por tanto, de momento haremos los cálculos suponiendo que ese voltímetro no existe.

Has llegado al resultado correcto de que por TODO el circuito tenemos una corriente I=2A, es decir, la corriente que circula por una resistencia es 2A y la que circula por la otra, también es 2A.

Ahora, sabiendo que por la resistencia de 0,5\Omega circula una intensidad de 2A, aplicas la ley de Ohm:

$V_{0,5\Omega}=0,5\Omega\cdot 2A=1V$

Esto significa que la resistencia interna de la batería provoca una caída de potencial de 1V. La caída de potencial produce una disminución de la FEM que en teoría debería ser de 5V, de manera que el voltaje efectivo (llamado "voltaje terminal") de la batería será

$V_{terminal}=5V-1V=4V$

Si la batería fuera muy buena (o "perfecta"), la resistencia interna sería muy pequeña y esta caída de potencial se podría aproximar a 0, de manera que en ese caso se cumpliría $V_{terminal}=5V$.

Como el voltímetro ideal tiene resistencia infinita, o hay algún error en el dibujo o se trata de una trampa para que hagas los cálculos sin tener en cuenta la situación real del circuito.

Saludos

[nena_IQU]

Re: Ayuda con unos ejercicios

Muchisismas gracias me salvaste la vida, un poco tarde pero igual muchisimas gracias