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296 FÍSICA GENERALDebido a las diferencias de fase, una medición del voltaje a través de un circuito en serie no es igual a la suma algebraicade las lecturas de voltaje individuales de cada elemento. En vez de ello, se debe utilizar la relación anterior.LA RESONANCIA en un circuito R-L-C en serie se presenta cuando X L X C. Bajo esta condición, Z R esmínima, de modo que I es un máximo para un valor dado de V. Al igualar X La X C, se encuentra la frecuencia deresonancia (o natural) del circuito1f 0 ¼ p2PÉRDIDA DE POTENCIA: Suponga que se aplica un voltaje de ca V a través de una impedancia de algún tipo.Esto da origen a una corriente I a través de la impedancia, y el ángulo de fase entre V e I es . La pérdida de potenciaen la impedancia está dada porPérdida de potencia VI cos La cantidad cos se llama factor de potencia. Para un resistor puro su valor es la unidad, pero es cero para uninductor o un capacitor puros (no hay pérdidas de potencia en un inductor o capacitor puros).UN TRANSFORMADOR es un dispositivo que se usa para elevar o bajar el voltaje en un circuito de ca. Está constituidopor una bobina primaria y una secundaria, devanadas sobre el mismo núcleo de hierro. Una corriente alternaen una bobina genera a través del núcleo un flujo magnético que cambia continuamente. Estos cambios en el flujoinducen una fem alterna en la otra bobina.En un transformador, la eficiencia normalmente es muy alta. Entonces, por lo general se pueden despreciar laspérdidas y escribirPotencia en la primaria potencia en la secundariaV 1I 1= V 2I 2La razón de los voltajes es igual a la razón del número de vueltas en las dos bobinas; la razón de las corrientes esigual al inverso de la razón del número de vueltas:ffiffiffiffiffiffiffiLCV 1V 2¼ N 1N 2eI 1I 2¼ N 2N 1PROBLEMAS RESUELTOS35.1 [I] En un voltímetro ca ordinario, la lectura de un voltaje ca sinusoidal de 60.0 Hz es de 120 V. a) ¿Cuál es elvalor máximo que puede alcanzar el voltaje en un ciclo? b) ¿Cuál es la ecuación que describe al voltaje?a) V ¼ p v0 ffiffi o v 0 ¼ ffiffi22pV ¼pffiffi2 ð120 VÞ ¼170 Vb) y y 0sen 2ft (170 V) sen 120tdonde t está en s y y 0es el voltaje máximo.35.2 [I] Un voltaje y (60.0 V) sen 120t se aplica a un resistor de 20.0 Ω. ¿Cuál será la lectura en un amperímetrode ca conectado en serie con el resistor?El voltaje rms a través del resistor esEntoncesV ¼ 0:707v 0 ¼ð0:707Þð60:0 VÞ¼42:4 VI ¼ V R ¼ 42:4 V20:0 Ω ¼ 2:12 A35.3 [II] Una fuente de voltaje ca de 120 V se conecta a las terminales de un capacitor de 2.0 F. Encuentre lacorriente que entra al capacitor si la frecuencia de la fuente es a) 60 Hz y b) 60 kHz. c) ¿Cuál es la pérdidade potencia en el capacitor?www.FreeLibros.com