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UNIDAD II.
GUÍA DE PROBLEMAS
Aislantes y conductores. La corriente eléctrica. Intensidad de corriente. Tensión
eléctrica y potencial eléctrico. Resistencia. Resistividad. Ley de Ohm. Circuitos
eléctricos. Conexiones en serie y paralelo. Redes. Leyes de Kirchhoff. Flujos de
energía en un circuito eléctrico. Potencia eléctrica. Transporte de energía.
1] Partiendo del hecho de que en una lámpara incandescente el brillo aumenta con la
intensidad de corriente, resuelva:
a) Numere las doce lamparitas siguientes en orden creciente de brillo. Sugerencia:
resuelva primero para cada circuito, luego compare los diferentes circuitos entre sí.
+
+
+
¿
b) De las siguientes
cuatro
lamparitas
indique si todas brillan y
su brillo relativo.
Explique
sus
razonamientos.
2] En los circuitos
anteriores indique el
sentido de circulación de
la corriente y el sentido de circulación de los electrones. Identifique los puntos de los
circuitos con potencial eléctrico máximo y mínimo.
3] Debe construir una resistencia eléctrica de 125Dispone de alambres cilíndricos
de los siguientes materiales:
Material
Diámetro (m)
m)
Constantan
10-4
52,0 x 10-8
Nicrom
0,5 x 10-4
Aluminio
10-4
150 x 10-8
2,82 x 10-8
Silicio
10-3
640
a) ¿Qué longitud de alambre necesitaría en cada caso?
b) ¿Qué intensidad de corriente circularía en cada caso si se aplica entre los
extremos una tensión de 9V?
c) ¿Qué tensión debe aplicarse para que circule una corriente de 250 mA?
4] Por un conductor de cobre y otro de hierro, que tienen la misma longitud y
diámetro, circula la misma corriente I.
a) Expresar la relación entre las caídas de potencial de un conductor respecto
al otro.
b) Idem para la intensidad de campo eléctrico.
c) Dibujar ambos circuitos y representar la variación de E y V a lo largo de los
mismos
.
5] Discuta:
a) La potencia disipada como energía térmica en un conductor es directamente
proporcional a la resistencia del mismo.
b) Idem pero inversamente proporcional.
c) Las dos afirmaciones anteriores son falsas.
d) Las dos son ciertas.
6] Una resistencia de carbón de 10kusada en circuitos electrónicos, se diseña para
disipar una potencia de 0,25W.
a) ¿Cuál es la corriente máxima que puede transportar esa resistencia?
b) ¿Cuál es la tensión máxima que puede aplicarse entre sus extremos?
7] Por un determinado circuito, alimentado con una batería de 12V, circula una
corriente de 0,8A.
a) Determinar la resistencia total del circuito y la potencia disipada.
b) ¿Cuáles serán los nuevos valores de intensidad, resistencia y potencia
disipada si se cambia la batería por una de 24V?
8] Una lámpara de 12 W requiere de una corriente de 1,6 A para su funcionamiento
normal. Si se dispone de una batería de automóvil de 12 V para alimentar el circuito:
¿Qué resistencia será necesario agregar y cómo deberá conectarse, para que la
lámpara funcione normalmente?
9] Determine las resistencias equivalentes entre los puntos a y b:
compruebe sus resultados con el simulador de circuitos.
10] En el siguiente circuito:
a) Calcular la resistencia equivalente entre los puntos a y b.
b) ¿Cómo variaría la resistencia equivalente agregando una quinta resistencia
del mismo valor, entre los puntos c y d?
11] Calcule:
a)
b)
c)
La intensidad que circula a través de cada resistencia.
La diferencia de potencial entre los extremos de cada resistencia.
La potencia disipada en cada resistencia.
d)
e)
f)
La energía total suministrada por la batería en 30min.
Reconecte los elementos del circuito de tal manera que el consumo
de potencia aumente.
Lo mismo para que disminuya.
12] En el circuito de la figura:
a) Si la tensión entre a y b es de 10V, calcular la intensidad de corriente y la
diferencia de potencial en cada resistencia.
b) ¿Cuál de todas las resistencias disipa mayor potencia?
13] Para cada uno de los circuitos siguientes, hallar la intensidad de corriente que
atraviesa cada resistencia y la tensión de la fuente.
14] En el circuito de la figura R1 = 400 , R2 = 600 , R3 = 300 , V = 12 V. Se pide
hallar:
a) ¿Qué valor tiene la resistencia Rx, si se sabe que el amperímetro indica una
intensidad de corriente de 0 A?
b) ¿Cómo se modifica el resultado si se cambia la tensión de la fuente?
15] Un equipo eléctrico de cebar mate, alimentado por una fuente ideal de 12 V tiene
una capacidad de 0,5 litros de agua. Se carga con agua a 20 °C y lleva su temperatura
hasta 80 °C, mediante el calor disipado por las
resistencias R1 y R2. Este proceso requiere una
energía de 120 kJ. Una vez alcanzada la
temperatura citada, la resistencia R1 se
desconecta y R2, que disipa 20 W, mantiene
constante el estado térmico alcanzado,
conectándose y desconectándose según sea
necesario.
a) Indique las posiciones de las llaves [A] y
[B] en cada una de las etapas descritas.
b) ) Adjudique un valor que le parezca razonable para la potencia útil del circuito y
determine valores compatibles de R1 y R2.
c) Calcule el tiempo necesario para completar la etapa inicial (de 20 a 80 C).
d) Calcule las intensidades de corriente en ambas ramas durante esta etapa.
16] El circuito de la figura presenta dos estados (A y B), según la posición de la llave,
tal como se muestra. La resistencia Rc vale 500.
A
B
a) Encuentre valores posibles para la tensión de la fuente (V) y las resistencias Ro
y R1.
b) Para el estado B, determine las intensidades de corriente Io, I1 e Ic.
c) Para el estado B, calcule la energía total consumida durante una hora de
funcionamiento y exprésela en J y en Wh.
17]
4V
En el circuito de arriba no se conoce la parte grisada. Calcular las intensidades de
corriente en todas las ramas y la lectura del instrumento en blanco.
18] En los circuitos esquematizados más abajo, indique cuál será la lectura en el
voltímetro, cuando se toca con la punta libre en cada uno de los sectores indicados.
Compruebe su predicción en el simulador.
Repita el ejercicio con el circuito II, cambiando la tensión de una de las baterías a 8V.
Circuito I
Circuito II
19] Indique y compruebe la lectura de los instrumentos. Mida las tensiones entre
otros puntos del circuito. Agregue otra resistencia, conectándola en las distintas
formas posibles. Prediga y compruebe los resultados.
20] Calcule las corrientes y tensiones sobre cada resistencia
21] Escriba el sistema de ecuaciones que modeliza y permite resolver el siguiente
circuito: