Que tal profesor soy Eric Martín Martinez Martinez del grupo 6IV1 aquí esta el trabajo que nos pidió  este blog es de mi autoria espero y le agrade. 


Diseñar un problema o una situación de la vida actual donde involucre las 4 temas,  conteniendo la información por separado o en conjunto con su posible solución.

Debe contener procedimiento experimental o comprobarlo en el aula el día Lunes y la teoría debe ser enviada a mas tardar el día viernes a la dirección de correo jgalvez@ipn.mx , jivanohe@hotmail.com

Temas 

• Transformadores.
• Inductancia.
• Propagación del sonido en el aire.
• Efecto doppler.

Transformadores:

Para mas información y las demás formulas dar click  abajo y descargar el documento.

Documento con todas las formulas de los tranformadores y un ejemplo dar click (hay que descargarlo a la compu)

EJEMPLO:


Se tiene dos bobinas toroidales A y B de iguales dimensiones, 700 espiras cada una. El núcleo tiene una sección cuadrada de 25 cm2. La resistencia óhmica del alambre es despreciable, al igual que el flujo de dispersión.
El radio interior del núcleo es de 5 cm, y el exterior, de 10 cm.

La bobina A tiene núcleo de Fe con una permeabilidad relativa de 3000, y sus pérdidas totales alcanzan a 2.5 Watt/ Kilo a 1 Tessla y 50 Hz. La densidad del Fe es de 7.65 gr/cm3. La bobina B tiene núcleo de aire.Ambas bobinas se emplean en corriente alterna, a 50 Hertz, y cada una a un voltaje tal, que en ambas la inducción magnética máxima es de un Tessla.

• Calcular la inductancia de la bobina A.
• Calcular la inductancia de la bobina B.
• ¿Qué valor indica un wátmetro puesto ala entrada de la bobina A?
• ¿Y a la entrada de la bobina B?
• ¿A que voltaje está la bobina A?
• ¿Y la bobina B?
• Calcular la componente magnetizante de la corriente de excitación en la bobina A.
• Ídem para la bobina B.
• Calcular la componente de pérdidas de la corriente de excitación de la bobina A.
• Ídem para la bobina B.

    Solución.

• LA = ( m * N2 * S )  / lm = (3000 * 4p *10-7 * 7002 * 25 * 10-4) / 2p * rm = 9.80 Henry.          rm = (0.10 + 0.05) / 2 = 0.075.

• LA = ( m * N2 *S ) / lm = (1/3000) * LA = 3.27 * 10-3 Henry.

• Peso Fe = Volumen * densidad = p * h (r2 - r2int) * 7.65 = p * h (102 - 52) * 7.65 = 9012.44 (gramos).

• Lectura Wátmetro = 2.5 (W/K) * 9.012 = 22.53 (Watt).

• Cero, pues no hay pérdidas magnéticas.
• VA = 4.44 * Bmax * S N * f = 4.44 * 1 * 25*10-4 *700 * 50 = 388.5 Volt.
• El mínimo voltaje VA. H = (N * i) / lm = B / m Þ iA = (B* lm) / (m * N) = (1*0.47) / (3000 * 4p *10-7 * 700)    ;   iA = 0.18 A (max) e iA = 0.13 A (rms).
• iB = (B * lm) / (m * N) = (1*0.47) / (4p *10-7 * 700)  = 535.71 A (max). (378.81 A rms).
• PR = V * iP Þ iP = PR / V = 22 * Ö3 / 388.5 = 0.06 (A) (rms).
• No hay pérdidas magnéticas, luego iP = 0 en este caso.

Inductancia en la bobina:

Un vídeo mas explicado sobre la inductancia en la bobina

EJEMPLO:

Propagación del sonido en el aire

Velocidad del sonido en los gases

En los gases la ecuación de la velocidad del sonido es la siguiente:1

Siendo γ el coeficiente de dilatación adiabática, R la constante universal de los gases, T la temperatura en kelvin y M la masa molar del gas. Los valores típicos para la atmósfera estándar a nivel del mar son los siguientes:
γ = 1,4
R = 8,314 J/mol·K = 8,314 kg·m2/mol·K·s2
T = 293,15 K (20 °C)
M = 0,029 kg/mol para el aire

EJEMPLO:

1. El oído humano percibe sonidos cuyas frecuencias están comprendidas entre 20 y 20000 hertz . Calcular la longitud de onda de los sonidos extremos, si el sonido se propaga en el aire con la velocidad de 330 ms-1.

Al ser l = v/n, las longitudes de onda correspondientes a los sonidos extremos que percibe el oído humano serán, respectivamente:

Efecto Doppler 

El efecto Doppler, llamado así por el austríaco Christian Andreas Doppler, es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador.

Queremos determinar la frecuencia que mide un observador que se acerca o se aleja radialmente de la fuente. Al estar la fuente, el observador y la dirección de propagación alineadas, podemos usar cantidades escalares, en lugar de vectoriales, y llamar v0 a la velocidad de este observador.

Tomaremos:

vo < 0 si el observador se mueve hacia la posición que ocupa la fuente.
vo > 0 si el observador se mueve en en el sentido que lo aleja de la fuente.

vo > 0

vo < 0

Cuando el observador se aleja de la fuente, los frentes llegan a él con un intervalo mayor que con el que fueron emitidos, ya que cada frente debe recorrer una distancia adicional para alcanzar al observador, la que éste ha recorrido en el tiempo intermedio.

Supongamos que una cresta llega al observador en un instante t. La siguiente llegará en un instante t + T', en este tiempo el observador ha recorrido una distancia

Este segundo frente llegó a la posición original del observador un tiempo T tras el anterior. Para alcanzar al observador debe recorrer la distancia que éste ha avanzado y para ello empleará un tiempo T' − T. Por tanto

Despejando

y la frecuencia medida por el observador es

El observador mide una frecuencia menor cuando el observador se aleja, y una mayor cuando se acerca.

EJEMPLO:

La locomotora de un tren se acerca a una estación a 100 km/h cuando emite un sonido continuo de 380 Hz. Calcula qué frecuencia percibirá un observador en reposo en la estación.