Resolución Promocional Fisica Ffyb

Resolución Primer Examen Promocional / 2011 II / FISICA

Se tiene el siguiente circuito LC:

Estando el Capacitor cargado, la diferencia de potencial entre sus armaduras es de 20 V. Si se cierrael circuito: a) b) c) ¿Cuánto valdrá la energía almacenada en el Inductor cuando la intensidad circulante sea la máxima? Diga el valor y justifique su respuesta. ¿Cuál será el valor de la intensidadmáxima que podrá circular por dicho circuito? Diga el valor y justifique su respuesta. ¿Cuál será la energía almacenada en el Capacitor en el instante que la intensidad circulante sea la mitad de laintensidad máxima? C = 1 mF L = 10 Hy

Datos:

Equivalencias útiles: Faradio . Voltio2 = Joule Henry . Ampere2 = Joule Coulombio . Voltio = Joule Henry = (Voltio . seg) / Ampere RESOLUCIÓN: a) Elcircuito LC es un sistema conservativo, por lo tanto la energía total del sistema (UT) es constante siempre, es decir, no se disipa energía del mismo. La energía total en el sistema (UT) en todo momentoes la suma de la energía almacenada en el Capacitor (UC) más la energía almacenada en el Inductor (UI), esto es: UT = UC + UI Inicialmente cuando el interruptor está abierto, la energía contenida enel Capacitor es la energía total que habrá en el sistema (UT = UC). Cuando el circuito se cierra la energía fluirá del Capacitor hacia el inductor y una vez que la intensidad en el circuito sea máxima,toda la energía del circuito estará en el inductor (UT = UI) y no habrá nada en el Capacitor. Entonces determinando la energía inicial en el sistema (UT = UC), tendremos la energía que habrá en elInductor cuando la intensidad sea máxima ya que ahora toda esa energía estará en el Inductor. Determinación de la energía en el capacitor: A partir de estas 2 ecuaciones: Q 1Q2 UC = C= 2C ΔV 1 UC = C V2 2 Se obtiene combinándolas: Reemplazando por los datos: 1 UC = 0,001F (20 V . 20 V)  0,2 JOULE 2

Cátedra de Física-FFYB-UBA [1]

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