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CORRIENTE ELÉCTRICA-RESISTENCIA ELÉCTRICA –
CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTÍNUA
2016
GUIA DE PROBLEMAS Nº3
PROBLEMA N°1: Por un hilo de tungsteno de resistividad 5.5×10-8Ω.m y de sección 1
mm2, circula una corriente de 1 A.
a) Estimar la velocidad de los electrones sabiendo que el número de electrones por
metro cúbico es del orden de 8.4×1028.
b) Determinar la densidad de corriente en el conductor.
c) Calcular el campo eléctrico en el conductor.
PROBLEMA N°2:Un trozo de carbono tiene una longitud de 3,0cm y una sección recta
cuadrada de 0,5 cm de lado. Se mantiene una diferencia de potencial de 8,4 V entre los
extremos de su dimensión más larga.
a) ¿Cuál es la resistencia del bloque?
b) ¿Cuál es la corriente en esta resistencia?
PROBLEMA N°3:Comprobar que la expresión de la resistencia medida entre las bases de
un tronco de cono macizo de material de conductividad uniforme σ, de radios de las
bases R1 y R2 (R1< R2) y altura h, viene dada por:
𝑅=
ℎ
πσR1 R 2
PROBLEMA N°4: Sea un tubo cilíndrico, de radio interior a y
exterior b, y longitud h, de un material de conductividad σ.
Calcule la resistencia eléctrica
a) Entre las dos bases.
b) Entre la cara interior y la exterior.
PROBLEMA N°5: A 50ºC, la resistencia de un segmento de cable de oro es de 100Ω.
Cuando el alambre se coloca en un baño líquido, la resistencia disminuye a 98Ω. ¿Cuál
es la temperatura del baño?
PROBLEMA N°6: El rotor de un alternador está bobinado con hilo de cobre y tiene una
resistencia de 0,87Ω medida a 60°C. Calcular el valor de la resistencia cuando el rotor se
ha enfriado y la temperatura ambiente es de 20°C.
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PROBLEMA N°7: Con la piel húmeda la resistencia de un cuerpo es aproximadamente
2.500Ω. ¿Qué tensiónserá suficiente para provocar que pase una corriente peligrosa a
través del cuerpo humano(30mA)?
PROBLEMA N°8:La corriente i (en Ampere) en un conductor depende del tiempo según la
expresión i=t2 –0,5t + 6, en donde t se da en segundos.
a)¿Cuántos Coulomb pasan en el intervalo entre 0 y 10s?
b)¿Qué intensidad de corriente constante transportaría la misma carga durante el
mismo intervalo de tiempo?
c) Calcular la densidad de corriente para t=0,5s. Área transversal: 1,6 cm2.
PROBLEMA N°9:La resistencia del hilo de tungsteno de una lámpara eléctrica a la
temperatura de 20ºC es 35,8Ω. ¿Cuál será la temperatura del hilo de la lámpara, si al
conectarla en un circuito de 120V de tensión, por el hilo circula una corriente de 0,33A?
PROBLEMA N°10:Una batería recibe energía eléctrica, la transforma en energía química y
la almacena a una tasa constante de 400W. Por otra parte, se producen pérdidas
equivalentes al 20% de la potencia almacenada. Encontrar el costo de cargar la batería
durante 10 horas si la electricidad cuesta $5/kWh.
PROBLEMA N°11: Determinar
la resistencia equivalente de
los circuitos de las figuras.
PROBLEMA N°12: Para el circuito de la figura de la derecha,
calcular:
a) La potencia entregada por la batería (de resistencia
internadespreciable) con la llave L abierta.
b) La caída de tensión sobre la resistencia de 3Ω y la potencia
disipadaen la misma.
c) La potencia entregada por la batería con L cerrada.
d) El consumo en kWh luego de dos días de funcionamiento con Labierta y cerrada.
PROBLEMA N°13: En el circuito de la figura, se
indican la disposición y los valores de las
resistencias, las baterías (f.e.m. y resistencias
internas) y la capacidad del condensador.
Hállese en el estado estacionario la carga, la
diferencia de potencial entre las placas del
condensador, y la energía que almacena en el
mismo.
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Si se quita el condensador y se unen sus bornes, calcular la intensidad en las distintas
ramas. Comprobar que la energía por unidad de tiempo suministrada es igual a la
disipada.
PROBLEMA N°14: Calcular la tensión de carga final del condensador del siguiente
circuito:
R2
C
R6
E2
R1
R7
R5
R4
E1
C = 100F R1 = 2
E1= 10V
R2 = 6
E2 = 5V
R3 = 4
R4 = 10
R5 = 20
R6 = 100
R7 = 50
R3
PROBLEMAN°15:
a)Determinar la corriente en cada
parte del circuito de la figura.
b)Hallar la diferencia de potencial
entre los puntos a y b, c y d, e y f.
c) Encontrar el potencial de los
puntos indicados a,b,c,d,e, y f.
f
PROBLEMA N°16:
a) Determinar los potenciales
en A, B, C y D, y las
intensidades de corriente en
las ramas de cada uno de los
circuitos.
b) Responder:
- ¿La conexión a tierra de un
punto del circuito implica que
no circula corriente a través
de él?
- En el Circuito 2, ¿hay
corriente y potencial en C?...
¿Por qué?
d
Circuito 1
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Circuito 2
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PROBLEMA N°17: Un condensador de 1,6 µF inicialmente descargado se conecta en serie
con una resistencia de 10 kΩ y una batería de 5,0 V de resistencia interna despreciable.
a) ¿Cuál es la carga en el capacitor después de un tiempo muy largo?
b)¿Cuánto tiempo emplea el capacitor en alcanzar el 99 % de su carga final?
c) ¿Cuál es la corriente a través de la resistencia después de un tiempo muy largo?
PROBLEMA N°18: Se conecta una resistencia de 2MΩ en serie con un condensador de
1,5µF y una batería de 6,0V de resistencia interna despreciable. El condensador está
inicialmente descargado. Después de un tiempot==R.C, Hallar:
a) la carga en el condensador;
b) el ritmo o velocidad con que está aumentando la carga;
c) la potencia suministrada por la batería;
d) la corriente;
e) la potencia disipada en la resistencia;
f) la velocidad a la que está aumentando la energía almacenada en el condensador;
g) el valor de dicha energía.
PROBLEMA
N°19:
Calcular
la
constante de tiempo y las caídas de
tensión, Vab, Vbc, y Vcd en los
elementos del siguiente circuito,
transcurrido un minuto
A
B
R
C
C1
D
C2
R = 1K
C1 = 20 F
C2 = 60 F
E=100V
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RESISTIVIDADES Y COEFICIENTES DE TEMPERATURA
MATERIAL
RESISTIVIDAD
“”, a 20°C
m]
PLATA
1,59.10-8
COBRE
1,7.10-8
ORO
2,44.10-8
ALUMINIO
2,82.10-8
TUNGSTENO
5,6.10-8
HIERRO
10.10-8
PLATINO
11.10-8
PLOMO
22.10-8
MERCURIO
98,4.10-8
NICROMO
150.10-8
CARBONO
3500.10-8
GERMANIO
0,46
SILICIO
640
8
MADERA
10 - 1014
VIDRIO
1010 - 1014
GOMA DURA
1013 - 1016
AMBAR
5.1014
AZUFRE
1.1015
CUARZO
75.1016
(FUNDIDO)
COEFICIENTE DE
TEMPERATURA “α”,a 20 ºC,
[K-1 o (°C)-1]
3,8.10-3
3,9.10-3
3,4.10-3
3,9.10-3
4,5.10-3
5,0.10-3
3,92.10-3
3,9.10-3
8,9 x 10-3
0,4.10-3
-0,5.10-3
-48.10-3
-75.10-3
DIÁMETROS Y SECCIONES TRANSVERSALES DE ALAMBRES TIPICOS DE COBRE
CALIBRE
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
DIÁMETRO A 20 ºC, mm
5.189
4,115
3,264
2,588
2,053
1,628
1,291
1,024
0,8118
0,6438
AREA mm2
21,15
13,30
8,366
5,261
3,309
2,081
1,309
0,8235
0,5176
0,3255
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