certamen 2 fis120 2013-s2

Universidad TecnicaFederico Santa Mara

Certamen 2 FIS 120, 2oS 2013

NOMBRE: ROL: .

IMPORTANTE: Sus respuestas CORRECTAS seran validas solo si deja constancia de los calculos o desa-rrollos que las justifican valen 6,5 puntos. Respuestas correctas OSCURAS o en BLANCO recibiran-6,5 puntos.Las preguntas OMITIDAS valen 1,25 punto siempre que este marcado el casillero correspondiente enla hoja de respuestas. USE EL REVERSO DE LA HOJA PARA SUS DESARROLLOS.

[Preguntas 1-5] Considere el circuito de la figura. El circuito consta de una fuente de tensionV=12[V], una resistencia compuesta por dos cilindros macizos de resistividad = 1[m] donde

el cilindro mas peque~no posee radio 1[m] y el cilindro mas grande

2[m], ambos de igual largoL = 2/3[m], y un capacitor formado por dos placas paralelas cuadradas identicas, de lado 10[cm] yseparacion 1[cm]. EL material entre las placas posee permitividad relativa r = 10

2/o.

Figure 1:

1. Calcule el valor de la resistencia R

(a) 0.1[]

(b) 1 []

(c) 2[]

(d) 10[]

(e) 20[]

2. Calcule el valor de la capacitancia C

(a) 0.01[F]

(b) 0.1[F]

(c) 10[F]

(d) 5[F]

(e) 0.05[F]

3. Suponiendo que en t=0[s] se conecta el circuito y que previo a esto el condensador se encontrabatotalmente descargado. Cuanto es aproximadamente la tension en el capcitor en t=0.01[s]?

(a) 4[V]

(b) 2[V]

(c) 6[V]

(d) 8[V]

(e) 10[V]

1



4. La corriente aproximada por el circuito para t=0.01 es.

(a) 4[A]

(b) 2[A]

(c) 6[A]

(d) 8[A]

(e) 10[A]

5. La carga y energa en el capacitor para el instante t=0.01[s] corresponden a.

(a) 40[mC], 0.16[J]

(b) 100[mC], 0.7[J]

(c) 80[mC], 0.32[J]

(d) 20[mC], 0.08[J]

(e) 50[mC], 0.25[J]

6. Considere la situacion de la figura. El condensador C1 se encuentra inicialmente cargado con20[C]. Mucho tiempo despues de cerrar el interruptor, la carga en el condensador C2 es iguala. Datos. C1 = 3[F ]], C2 = 5[F ], R=10[].

(a) 7.5[C]

(b) 12.5[C]

(c) 33.3[C]

(d) 12[C]

(e) 20[C]

Figure 2:

7. Considere un circuito R-C basico [E-R-C]. La curva de tension del condensador se registroen la figura adjunta. Se sabe ademas que la energa total disipada en la resistencia es103[J ] durante la carga del condensador registrada. A partir de esto obtenga el valor de laresistencia. Ojo con la escala de tiempo.

(a) 100[]

(b) 500[]

(c) 50[]

(d) 10[]

(e) 25[]

Figure 3:

8. Considere el circuito de la figura. S1 se cierra en t=0[s] y S2 se cierra en t=t1[s]. Cuantoes la energa almacenada en ambos condensadores en estado estacionario?. Datos.V=12[V], R1 =100[], R2 = 50[], R3 = 150[], C1 = 10[F ], C2 = 50[F ]

(a) 3.22 104[J ]

(b) 104[J ]

(c) 103[J ]

(d) 1.22 103[J ]

(e) 9.22 104[J ] Figure 4:

2



9. Un condensador inicialmente cargado se descarga mediante una resistencia. La descarga serealizo con dos distintas resistencias R1 y R2. Para el mismo valor de carga inciial se regis-traron las curvas Carga/tiempo de ambos metodos. Es correcto afirmar entonces.(Justifique!)

I) La energa disipada por ambos ciruitos es la misma.

II) La corriente maxima en el circuito con R1 es mayor que en el circuito con R2

III) La constante de tiempo con R2 es aproximadamente 3 veces mayor que con R1.

(a) Solo III

(b) Solo II y III

(c) Solo II

(d) Solo I y III

(e) Todas

Figure 5:[Preguntas 10-12] Considere el circuito de la figura. R1 = R2 = R3 = 10[] y C=100[F ]

Figure 6:

10. En t=0[s] el condensador se encuentra totalmente descargado, luego de transcurrido 10[min] elampermetro (A) y voltmetro (V) marcan respectivamente.

(a) 0.4[A] y 4[V]

(b) -0.4[A] y 4[V]

(c) 0[A] y 6[V]

(d) 0[A] y 4[V]

(e) 1[A] y 12[V]

11. En t=t1(0 < t1 < 10[min]) el condensador alcanza el 50% de su carga maxima. En este instante elvoltmetro (V) marca.

(a) 12[V]

(b) 6[V]

(c) 3[V]

(d) 5[V]

(e) 0[V]

12. En t=t1 el amperimetro (A) marca.

(a) 0[A]

(b) 10[A]

(c) 0.001[A]

(d) 0.2[A]

(e) 0.1[A]

3



13. En el circuito de la figura R1 = R2 = R3 = 2[]. Determine la energa entregada por E1 a E2durante 10[min].

(a) 7500[J]

(b) 15000[J]

(c) 22500[J]

(d) 60000[J]

(e) 6000[J]

Figure 7:

14. Una espira rectangular, con corriente I, se coloca a una distancia a de un cable recto largocon corriente I , como mostrado en la figura. La fuerza magnetica total Fm actuando sobre laespira rectangular es.

(a) y 12oII

(b) (y) 14oII

(c) x 143oII

(d) (x)3

4 oII

(e) N.A

15. Se tienen dos barras conductoras de largo infinito L1 y L2,por las cuales circula una corrienteI1 e I2 respectivamente, donde I2 = 2I1. Las barras se encuentran separadas una distancia a[m].Determinar a que distancia en [m] de la barra L2 el campo magnetico es cero.

a) a/3

b) 2a/3

c) a

d) a/2

e) En ningun punto el campo se hace cero.

16. La figura muestra una espira con corriente I. El campo magnetico B(P) en el punto P es.

(a) z(2/3)(oI/a)

(b) (z)(2/(3))(oI/a)

(c) z(1/6)(oI/a)

(d) (z)(1/6)(oI/a)

(e) (z)(1/3)(oI/a)

4

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