Download Guía de ejercicios corriente electrica

GUÍA DE TRABAJO
Versión: 1
Código: DA-FO-431
ÁREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL (Física)
GRADO: 11°
JORNADA: M - T
SEMESTRE: I
FECHA:_______________
TEMA: Corriente eléctrica
TIPO DE GUÍA: Ejercicios
INDICADOR DE DESEMPEÑO: Comprende y explica la transformación entre las energías de tipo mecánico,
térmico y eléctrico, en situaciones de su acontecer diario
TALLER DE EJERCITACIÓN EN ELECTROCINÉTICA Y LEY DE OHM.
1. Un campo eléctrico E que apunta hacia ala izquierda, se aplica a un conductor, como lo
muestra la figura de este ejercicio.
a) ¿Cuál será el sentido de la corriente de electrones en el conductor?
b) ¿Cuál es el sentido de la corriente convencional en dicho conductor?
2. Supongamos que fuera posible contar el número de electrones que pasan a través de una
sección de un conductor en el cual se estableció una corriente eléctrica. si durante un
intervalo de tiempo ∆t=10 s pasan 2.0 x
electrones por esa sección, determine:
a) La cantidad de carga ∆ǫ en Coulombs, que corresponda a este número de electrones
(carga del electrón= -1.6 x
C)
b) La intensidad de la corriente (en amperes) que pasa por la sección transversal del
conductor.
3. La intensidad de la corriente que se estableció en un conductor metálico es i=400mA (1mA=
1 miliampere =
A). Suponiendo que esta corriente se mantuviera durante 10 minutos,
calcule:
a) la cantidad total de carga que pasó a través de una sección dada del conductor.
b) el número de electrones que atravesó dicha sección.
4. En la figura, considere una sección plana que pasa por el medio del recipiente que contiene
la solución. durante un intervalo de tiempo de 15s, se observa que los iones positivos
transportan 30 C de carga, de izquierda a derecha, a través de tal sección en este mismo
intervalo de tiempo, los iones negativos también transportan 30 C a través de la sección
derecha a izquierda.
a) ¿Cuál es el sentido de la corriente convencional en la solución?
b) ¿Cuál es la intensidad de esta corriente convencional a través de la sección?
5. Un estudiante posee una radio que funciona con un voltaje constante de 6 V.
a) ¿Cuántas pilas secas debe conectar en serie el estudiante para hacer funcionar su radio?
b) trace un croquis que muestre cómo debe ser la disposición de las pilas en el aparato.
6. suponga que el estudiante del ejercicio anterior conectó las pilas en la forma que se muestra
en la figura de este ejercicio.
a) ¿conseguirá con esta disposición, obtener el voltaje deseado?
b) ¿Cuál es la diferencia de potencial
entre los puntos A y B de la figura?
7. En la disposición de baterías que se muestra en la figura de este ejercicio , las terminales B
y C ,D y E, y F y G, están conectadas por placas metálicas gruesas (de modo que lo anterior
equivale a que estén en contacto directo entre sí) .Analizando la conexión, responda:
a) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre B y C? ¿Y entre D y E? ¿Y entre F y G?
b) Cuando pasamos de C a D, ¿el valor del potencial aumenta o disminuye? ¿En qué cantidad?
c) Cuando pasamos de E a F, ¿el valor del potencial aumenta o disminuye? ¿En cuánto?
8. Considerando la disposición del ejercicio anterior, diga cuál es el valor del voltaje:
a) Entre A y E
b) Entre A y H
9. Una lámpara y un motor se conectaron a una batería, dando lugar al circuito eléctrico que se
muestra en la figura de este ejercicio. Indique, en la figura, el sentido de la corriente en el
circuito y responda:
a) El sentido de la corriente en la lámpara, ¿es de A hacia B o de B hacia A?
b) El sentido de la corriente en el motor, ¿es de C a D o de D a C?
c) ¿Y cuál es el sentido de la corriente en el interior de la batería?
10. Si sabemos que en el circuito del ejercicio anterior, la intensidad de la corriente que pasa por
la sección A del conductor es 1,2 A, diga ¿cuál es la intensidad de la corriente?
a) Que pasa por B
b) Que pasa a través del motor
c) Que pasa por el interior de la batería
11. Considerando de nuevo el circuito del ejercicio 9, diga si es correcta o equivocada cada una
de las frases siguientes:
a) ´´El motor M consume corriente eléctrica ´´
b) ´´El motor M recibe energía de la corriente eléctrica´´
12. Cuando una lámpara dada se conecta a una batería que le aplica un voltaje
=24 V, se
observa que su filamento es recorrido por una corriente i =2,0A.
a) ¿Cuál es la resistencia R, de este filamento?
b) si este foco luminoso se conectara a una pila que le aplicase un voltaje de 4,5 V,
¿Qué intensidad de corriente pasaría por su filamento (suponga que la resistencia del
mismo no se modificara)
c) Cuando esta lámpara se conecta a otra fuente, por su filamento pasa una corriente
de 1.5 A ¿Que voltaje es aplicado ahora a la lámpara?
13. Observe el circuito que se muestra en la figura de este ejercicio. Recordando la convención
para representar resistencias eléctricas, responda:
a) ¿Cuáles son los tramos del circuito que tiene resistencias despreciables?
b) ¿En qué tramos la resistencia no puede ser despreciada?
c) ¿Cuáles son los valores de las tensiones
,
y
?
14. En el circuito del ejercicio anterior, suponga que la corriente que pasa por la sección A es
de 0,30 A, y que los resistores BC y DE tienen resistencia
= 15 Ω y
=25Ω.
a) ¿Cuál es la intensidad de la corriente que pasa por el resistor BC? ¿Y por el resistor
DE?
b) Determine el valor de los voltajes
y
c) ¿Cuáles son los valores de las diferencias de potencial
y
?
15. Una batería aplica un voltaje constante a un conductor de cobre , y establece en el mismo
una corriente de 2.0 A . Este conductor se sustituye por otro , también de cobre e igual
longitud pero con un diámetro dos veces mayor que el primero .
a) ¿la resistencia del segundo alambre es mayor o menor que la del primero? ¿Cuántas
veces?
b) ¿Cuál es la intensidad de la corriente que pasará por el segundo conductor?
16. Consulte la tabla 21-1 y responda: Considerando el cobre y el tungsteno,
a) ¿Cuál de ellos es mejor conductor de electricidad?
b) Suponga que el único criterio para escoger un material a emplear en la fabricación
de alambres de conexión fuera el hecho de ser buen conductor. en este caso, ¿cuál
sería el material de los conductores eléctricos que tendríamos en nuestra casa?
17. La batería de la figura 21-19 a establece entre los puntos A y B un voltaje constante
=
12 V. suponga que el enrollamiento AC del reóstato está constituido por un alambre
uniforme , cuya resistencia total es
=100Ω.determine la intensidad de la corriente en el
circuito para las siguientes posiciones del cursor B:
a) En el punto medio del AC
b) En el extremo C del enrollamiento
18. La figura de este ejercicio muestra el diagrama
para cierto resistor.
a) ¿Es óhmico este elemento?
b) ¿Cuál es el valor de su resistencia cuando está sometido a un voltaje de 20 V?
19. Considerando el elemento del ejercicio anterior, responda:
a) Al duplicar el voltaje aplicado, ¿qué sucede con el valor de la corriente que pasa por el
resistor?
b) Al duplicar el voltaje que se le aplica, ¿Qué sucede con el valor de su resistencia?
c) ¿Qué tensión debe aplicarse al resistor para que sea recorrido por una corriente de
2.0 A ?
20. Para un resistor dado se obtuvo el grafico
que se muestra
en la figura de este
ejercicio.
a) ¿es óhmico este resistor?
b) ¿Cuál es el valor de su resistencia cuando está sometido a una tensión de 10 V?
c) ¿Y cuál es el valor n de su resistencia cuando el voltaje es de 15 V?
21. La figura de este ejercicio muestra dos lámparas, cuyos filamento poseen resistencias
, conectadas a los polos de una batería. Observando la figura, responda:
y
a) La corriente que pasa por
¿es mayor, menor e igual a la que pasa por ?
b) El valor de la resistencia
, ¿Es mayor, menor e igual al de la resistencia ?
c) ¿Cuánto vale el voltaje existente entre los polos de la batería?
22. Las dos lámparas del ejercicios anterior se conectaron en la manera indicada en la figura
de este ejercicio , a una batería que mantiene entre sus polos una diferencia de potencial
de 6 V.
a) ¿Cuál es el voltaje aplicado a
? ¿Y a ?
b) La corriente que pasa por ¿Es mayor, menor e igual a la que pasa por ?
23. Suponga que la figura 21-23 las resistencias tienen los valores siguientes:
=10Ω,
=18Ω y
=20Ω.Sabemos que la batería establece en el circuito una diferencia de
potencial
= 24 V
a) ¿Cuál es el valor de la resistencia equivalente de la conexión?
b) ¿Cuál es la intensidad de la corriente que pasa por ? ¿Y por
c) ¿Cuánto valen los voltajes
,
Y
? ¿Y por
?
?
24. Considerando el circuito mostrado en la figura de este ejercicio, diga cuales de las
lámparas
Y , se apagaran si se abre:
a) únicamente el interruptor A
b) solamente el interruptor B
c) únicamente el interruptor C
25. Responda a las preguntas del ejercicio anterior suponiendo que los focos luminosos
,
Y
fueron conectados en esta ocasión en la forma que se indica en la figura de este
ejercicio.
26. Los resistencias
Y
siendo
= = 12 Ω, se conectan en paralelo a una batería que
aplica a la conexión un voltaje de 24 V
a)
b)
c)
d)
Trace una figura esquemática de este circuito
¿Cuál es la resistencia equivalente del agrupamiento?
¿Qué corriente pasa por
¿y por ?
¿Qué corriente total proporciona la batería?
27. En el ejercicio anterior suponga que una tercera resistencia
, también igual a 12 Ω, se
conecta en paralelo a las otras dos. Sabiendo que el voltaje establecido por la batería
permanece inalterado, responda:
a) la resistencia equivalente de la conexión, ¿aumenta, disminuye o no se modifica?
b) la intensidad de las corrientes en
Y
¿aumenta, disminuye o no cambian?
c) ¿Cuál será el valor de la corriente en ?
d) la corriente total proporcionada por la batería, ¿aumenta, disminuye o no cambia?
28. Suponga que en una casa cuya instalación eléctrica es de 120 V , únicamente está
encendida una lámpara de resistencia igual a 240 Ω.
a) ¿cuál es la intensidad de la corriente que pasa por este elemento?
b)si encendemos una segunda lámpara , idéntica la primera ,¿ la resistencia eléctrica dela
instalación de la casa aumentara o disminuirá?
c) con ambos elementos encendidos, ¿cuánto vale la corriente que pasa por el medidor de
consumo de electricidad de la casa?
d) sabemos que el amperaje del interruptor automático que protege la instalación eléctrica de
la casa es de 30 A ; es decir , se abre cuando circula una corriente superior a 30A .Entonces
,¿Cuántas lámparas (idénticas a la que se cita),podrán ser encendidas simultáneamente en
esta casa?
29.considerando el circuito que se muestra en la figura de este ejercicio ,y sabiendo que el
voltaje entre los polos de la pila es de 1.5 V ,determine:
a) la resistencia equivalente de la conexión de la resistencias
Y .
b) la resistencia total equivalente del conjunto de
,
Y
c) La corriente que la pila suministra al circuito
30. Las preguntas siguientes se refieren al circuito que se muestra en la figura de este
ejercicio.
a) indique en la figura como se debe conectar un voltímetro para medir la diferencia de
potencial entre los polos de la pila 1.
b) trace ahora la conexión que debe hacerse con el voltímetro para medir la tensión que e
grupo de pilas aplica al circuito
c) En los puntos señalados en la figura, indique en cual debería conectarse un amperímetro
para medir la corriente que pasa por la resistencia
¿y por la resistencia ?
d) considerando los puntos A,E,F,G,M y N, ¿en cuál de ellos podría colocarse un amperímetro
para medir la corriente que pasa por
?
e)considerando los puntos de la pregunta anterior ,¿en cuál de ellos podría intercalarse un
amperímetro para medir la corriente total proporcionada por las pilas del circuito?
30. La figura de este ejercicio muestra un circuito al cual se conectaron varios aparatos de
medición. Sabiendo que estos están conectados adecuadamente, identifique los que son
amperímetros y los que son voltímetros.
32. Considerando el circuito del ejercicio anterior, diga cuál será la lectura de cada uno de los
instrumentos mostrados.
33. Una persona que desea medir el voltaje y el amperaje en una resistencia, conecto el
voltímetro incorrectamente, según indica la figura de este ejercicio. En estas condiciones
¿Cuál será la lectura del amperímetro? ¿Por qué?
34. Suponga que dispones de una pila, un amperímetro, un voltímetro y una resistencia
desconocida R.
a) Trace un croquis que muestre como habría que conectar estos elementos a fin de obtener
datos que le permitan determinar el valor de R.
b) al conectar correctamente los elementos, si la lectura del voltímetro fuera 1.5V y la del
amperímetro, 0,10 A, ¿Cuál sería el valor de R?
Bibliografía
Física general, Beatriz Alvarenga y Antonio Máximo