Page 639 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

Sección 31.8 El transformador 31.25. Un transformador elevador de 95 por ciento de rendi­
31.23. Un transformador elevador tiene 400 espiras en su miento tiene 80 espiras primarias y 720 espiras secun­
bobina secundaria y sólo 100 espiras en la primaria. darias. Si la bobina primaria consume una corriente de
20 A y 120 V, ¿cuáles son la corriente y el voltaje en
Un voltaje alterno de 120 V se aplica a la bobina
la bobina secundaria?
Resp. 2.11 A, 1080 V
primaria. ¿Cuál es el voltaje de salida? 31.26. Una lámpara de 25 W tiene una resistencia de 8.0
Resp. 480 V
íl cuando está encendida. La lámpara es activada
31.24. Un transformador reductor se usa para convertir un por la bobina secundaria de un pequeño transforma­
voltaje alterno de 10 000 a 500 V. ¿Cuál deberá ser dor conectado a un circuito de 120 V. ¿Cuál tendrá
la razón entre las espiras secundarias y las prima­ que ser la razón entre espiras secundarias y espiras
rias? Si la corriente de entrada es 1.00 A y el trans­ primarias en este dispositivo? Suponga que el ren­
formador tiene un rendimiento de 100 por ciento, dimiento es de 100 por ciento.
¿cuál es la corriente de salida?

Problemas adicionales
31.27. Una bobina de 70 espiras de alambre tiene un área un área de 4 X 10-3 m2. ¿Cuál es la magnitud del
de 0.06 m2 y está colocada en dirección perpendicu­ campo magnético dentro del cual gira la bobina?
lar a un campo magnético constante de 8 mT. Cal­ 31.33. Un generador produce una fem máxima de 24 V
cule la fem inducida si la bobina gira 90° en 0.02 s. cuando la armadura gira a 600 rpm. Suponiendo que
Resp. - 1 .68 mV nada más cambie, ¿cuál será la fem máxima cuando
31.28. Una bobina con área de 0.2 m2 tiene 80 espiras de la armadura gire a 1800 rpm? Resp. 72.0 V
alambre y está suspendida de manera que su plano *31.34. Un motor con devanado en derivación, conectado
es perpendicular a un campo magnético uniforme. a través de una línea de 117 V, genera una fuerza
¿Cuál es la densidad de flujo necesaria para produ­ contraelectromotriz de 112 V cuando la corriente de
cir una fem promedio de 2 V cuando la bobina gira la armadura es 10 A. ¿Cuál es la resistencia de la
hasta una posición paralela al campo en 0.5 s? armadura?
31.29. El flujo que pasa por una bobina de 200 espiras cam­ *31.35. Un motor con devanado en derivación de 110 V tie­
bia de 0.06 a 0.025 Wb en 0.5 s. La bobina está conec­ ne una resistencia de campo de 200 íl conectada en
tada a una lámpara eléctrica y la resistencia combina­ paralelo con una resistencia de armadura de 10 íl.
da es de 2 íl. ¿Cuál es la fem inducida promedio y qué Cuando el motor funciona a su máxima rapidez, la
corriente promedio se está suministrando al filamento fuerza electromotriz es de 90 V. ¿Cuál es la corrien­
de la lámpara? Resp. — 14.0 V 7.00 A te de arranque y cuál es la corriente de operación?
31.30. Un trozo de alambre de 90 mm se mueve con una velo­ Resp. 11.6 A, 2.55 A
cidad ascendente de 35 m/s entre los polos de un imán. *31.36. Un motor en derivación de 120 V tiene una resis­
El campo magnético es de 80 mT dirigido a la derecha. tencia de campo de 160 íl y una resistencia de ar­
Si la resistencia del alambre es de 5.00 mil, ¿cuáles madura de 1.00 íl. Cuando el motor funciona a la
son la magnitud y el sentido de la corriente inducida? máxima rapidez, consume una corriente de 8.00 A.
31.31. Un generador desarrolla una fem de 120 V y tiene Calcule la corriente de arranque. ¿Qué resistencia
una diferencia de potencial de 115 V en sus termina­ en serie habrá que agregar para reducir la corriente
les cuando la corriente de la armadura es de 25.0 A. de arranque a 30 A?
¿Cuál es la resistencia de la armadura? *31.37. Un generador en derivación tiene una resistencia
Resp. 0.200 íl de campo de 400 íl y una resistencia de armadu­
31.32. La bobina de un generador de ca gira con una fre­ ra de 2.00 íl. El generador suministra una potencia
cuencia de 60 Hz y desarrolla una fem máxima de de 4000 W a una línea externa de 120 V. ¿Cuál es
170 V. La bobina tiene 500 espiras, cada una con la fem del generador? Resp. 187 V

Preguntas para la reflexión crítica
31.38. Una bobina de alambre está formada por 10 espi­ bina? ¿Cuál sería la fem inducida si el diámetro se
ras, todas con un diámetro D, y está dentro de un duplica? ¿Cuál sería la fem inducida si la relación
campo B que varía a razón de 2.5 mWb/s. Si la fem de cambio se duplicara en el campo B1
inducida es de 4 mV, ¿cuál es el diámetro de la bo­ Resp. 45.2 cm, —16 mV, —8 mV

620 Capítulo 31 Resumen y repaso