Download GUÍA : Ley de Ohm ,Trabajo Potencia eléctrica

1.- Una corriente continua de 0,5 A fluye por un alambre4.¿Cuanta carga pasa a través del
alambre en un minuto?
(30c)
2.- ¿Cuántos electrones fluyen a través de una bombilla cada segundo si la corriente en esta es de
0,75 A?
(4,7𝑥1018)
3.- Cierta bombilla tiene una resistencia de 240Ω cuando se enciende. ¿Cuánta corriente fluirá a
través de la bombilla cuando se conecta a 120V , que es el voltaje de operación normal.
(0,50A)
4.-Un calentador eléctrico utiliza 5 A cuando es conectado a 110V. Determine su resistencia.
(22Ω)
5.- ¿Cuál es la caída de potencial a través de una parrilla eléctrica que consume 5ª cuando su
resistencia, caliente, es de 24Ω.
(120V)
6.- La corriente en la figura es de 0,125 A en la
dirección mostrada. Para cada uno de los
siguientes pares de puntos .¿Cuál es la
diferencia de potencial y cuál es el punto de
mayor potencial?
a) A,B b) B, C c) C, D d) D , E e) C , E
(1,25 A ; -9V B ; -1,375 C ;
12V
E ; 10,625 E ; -10,625 E )
7.- Una corriente de 3A fluye a través de un alambre como se muestra en la figura ¿Cuál seria la
lectura en un voltímetro si se conecta
a) de A a B b) de A a C c) de A a D
(-18V , -26V , -28V )
8.- Repítase el problema anterior, si la corriente fluye de derecha a izquierda en lugar de izquierda
a derecha, ¿Cuál es el punto de mayor potencial en cada caso?
(18V B ; 10V C ; 26V D)
9.- Una pila seca tiene una f.e.m de 1,52 V. el potencial de sus terminales cae a cero cuando una
corriente de 25A pasa a través de ella .¿Cuál es su resistencia interna?
(0,061Ω)
10.- Un generador de corriente directa tiene una f.e.m de 120V, es
decir el voltaje entre sus terminales es de 120V cuando no fluye
corriente a través de él . Para una salida de 20A, el potencial entre
sus terminales es de 115V ¿Cuál es la resistencia interna r del
generador?
¿Cuál es el voltaje en las terminales para una salida de 40A?
(0,25Ω, 110V)
11.- En la figura se muestra el método Amperímetro-Voltímetro
que e4s utilizado para, medir una resistencia R desconocida. La
lectura del amperímetro es de 0,3A y la del voltímetro es de
1,50V. Calcule el valor de R, si el amperímetro y el voltímetro
son ideales.
(5Ω)
12.- Una varilla de metal mide 2m de largo y 8mm de diámetro.
Calcule su resistencia si la resistividad del metal es de
1,76𝑥10−18 Ω𝑚
(7𝑥10−4 Ω )
13.- El alambre del número 10 tiene un diámetro de 2,59 mm ¿Cuántos metros de alambre de
aluminio del mismo número se necesitan para hacer una resistencia de 1Ω?
(188 m)
14.- Este problema da una introducción a una unidad que algunas veces es utilizada en EE.UU. Un
alambre de cobre del numero 24 tiene un diámetro de 0,0201 pulg. Calcule
14.1.-El área de la sección transversal del alambre en milésimas circulares
14.2.- La resistencia de 100 pie3s de alambre.
(el área de un circulo en milésimas circulares está definida como el cuadrado del diámetro del
circulo expresado en milésimas , donde 1mil= 0,001 pulg.)
(404 mil circulares, 2,57Ω )
15.- la resistencia de una bobina de cobre es de 3,35 Ω a 0°C . Para el cobre 1,76𝑥10−18 Ω𝑚
(4,07 Ω)
16.- Se requiere de una resistencia con una valor de 30Ω que sea independiente de la
temperatura. Para lograrlo, se utiliza un resistor de aluminio con valor 𝑅01 a 0°C, conectado en
serie con un resistor de carbón con valor 𝑅02 a 0°C . Evalúese𝑅01 𝑦 𝑅02 dado que:𝛼1 =
3,9𝑥10−3 °𝐶 −1 para el aluminio y 𝛼2 = −0,5𝑥10−3 °𝐶 −1 para el carbón.
(3,41 Ω y 26,6 Ω)
17.- En el modelo de Bohr, el electrón del átomo de hidrógeno se mueve en una órbita circular de
radio 5,3𝑥10−11 𝑚 con una rapidez de 2,2𝑥106 𝑚/𝑠. Determínese la frecuencia de giro y la
intensidad de corriente de la órbita.
(6,6𝑥1015 𝑟𝑒𝑣/𝑠𝑒𝑔 , 1,06mA)
18.- Un alambre cuya resistencia e s de 5Ω es estirado uniformemente de tal forma que su
Longitud se triplica. Cuál es su nueva resistencia.
(45Ω )
19.- Se desea hacer un alambre que tenga una resistencia de 8Ω de 5𝑐𝑚3 de un metal que tiene
una resistividad de 𝛼 = 9𝑥10−8 Ω𝑚.¿Cuál debe ser su longitud y su sección transversal?
(21,1m , 2,37 × 10−7 𝑚2 )
Potencia eléctrica:
Trabajo: W=Vq
Datos: Potencia entregada=
𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
=
𝑉𝑞
𝑡
= Vi
Pérdida de potencia en una resistencia: P=Vi= 𝑖 2 𝑅 =
𝑉2
𝑅
En una resistencia el calor generado por segundo es igual a la potencia
pérdida en la resistencia:
Calor (Joule) generado por segundo= Vi = 𝑖 2 𝑅
Como 1J=0,239cal.
Calor (en calorías) generado por segundo = 0,239Vi= 0,239𝑖 2 𝑅
1W=1J/s = 0,239 cal/s
1kw=1,341HP
1HP= 746W
1KWh=3,6 MJ
20.- Calcule el trabajo y la potencia promedio que se requiere para trasferir 96kc de carga en una
hora a través de una elevación de potencial de 50V.
(1,33kw)
21.- Cuánta corriente consume un foco de 60w cuando se conecta a un voltaje de 120v?
(0,50A)
22.- Un motor eléctrico consume 5ª de una línea de 110V. Determine la potencia aportada y la
energía en J y kwh, suministrada al motor.
(0,55kw , 3,96mj , 1,10kwh)
23.- Una plancha eléctrica tiene una resistencia de 20Ω y consume una corriente de 5ª. Calcule el
calor en Joule, y en calorías desarrollada en 30s.
(15kJ , 3,6cal)
24.- Un calentador eléctrico tiene una resistencia de 8Ω y consume una corriente de 15ª de la
línea principal. ¿Cuál es la rapidez de calentamiento , en w y en cal/seg?. ¿Cuál es el costo de
operación del calentador en un periodo de 4 horas a razón de $10 el kwh?
(1,8kw, 430cal/s, $72)
25.- una bobina disipa 800cal/s cuando se suministra 20V a través de sus extremos. Calcule su
resistencia.
(,120Ω)
26.- Una línea que tiene una resistencia de 0,2Ω y suministra 10kw a 250 V a una pequeña fábrica.
¿Cuál es la eficiencia de la transmisión?
(97%)
27.- Un motor de malacate alimentado por 240V consume 12ª para levantar una carga de 800 kg a
razón de 9m/min. Determinar la potencia aportada al motor y la potencia aprovechada, ambas en
caballos de potencia, y la eficiencia total del sistema.
(3,86HP,1,58HP, 40,8%)
28.- Las luces de un automóvil se dejan encendidas por descuido. Ellas consumen 95w.¿cuánto
tiempo tardara en agotarse los 12V de la carga total de la batería , si el consumo relativo de la
misma es de 150A.h?
(18,9H)
29.- ¿Cuál será la resistencia de un calentador eléctrico que se usa para elevar la temperatura de
500g de agua de 28ºC hasta el punto de ebullición en 2 min? Suponga que se pierde el 25% del
calor. El calentador trabaja con una línea de 110V.
(7,23Ω)
29.- Una batería de almacenamiento, con una f.e.m de 6,4 V y una resistencia interna de 0,08Ω ,
es cargada con una corriente de 15ª. Calcular
29.1.- La pérdida de potencia en el calentamiento interno de la batería.
29.2.- La rapidez con la cual se almacena la energía en la batería.
20.3.- Su voltaje final.
(18W, 96W, 7,6V)
Resistencia equivalente, circuitos simples.
30.- Derívese la fórmula para la resistencia equivalente 𝑅𝑒𝑞 de los resistores 𝑅1 , 𝑅2 𝑦 𝑅3 en serie
y en paralelo, como se muestra en la figura:
31.- Como indica en la figura, una batería de resistencia interna de 1Ω se conecta en serie con dos
resistores. Calcule:
31.1.- La corriente del circuito
31.2.- La c.d.p en cada resistor.
31.3.-la d.d.p de las terminales de la batería.
(1A , 12V y 5 V , 17V )
32.- cierta red doméstica de 120V se tienen conectadas las
bombillas: 40W, 60W y 75W. Determínese la resistencia
equivalente de estas bombillas:
(360Ω , 82Ω )
33.- ¿Qué resistencia debe haber en paralelo con una de 12Ω para obtener una resistencia
combinada de 4Ω?
(6Ω )
34.- Varios resistores de 40Ω son conectados de tal forma que fluyen 15ª de una fuente de 120V
.¿Cómo puede lograrse esto?
(La resistencia equivalente debe ser tal que fluyan 15ª de 120V , R=8Ω)
35.- Para el circuito mostrado, determine la corriente I
que circula a través de la batería.
( 4A)
36.- para el circuito mostrado, determine la corriente I
que circula a través de la batería.
(1,35A)
37.- Para el circuito mostrado, determine la
corriente I que circula a través de la batería.
(2A)
38.- Para el circuito mostrado, determine la corriente en
cada resistor y la corriente que sale de la batería.
( 20A , 5A , 33A )
39.- En la figura, la batería tiene una
energía interna de 0,7Ω. Determine:
39.1.- La corriente cedida por la
batería.
39.2.- La corriente en cada uno de los
resistores de 15Ω
39.3.- El voltaje en las terminales de
la batería.
(4A , 1,33 A , 21,2V )
40.- Determine la resistencia equivalente
entre los puntos a y b para la
combinación mostrada en la figura.
(11,6 Ω)
41.-Una corriente de 5ª fluye dentro del circuito de la fig del problema anterior desde el punto a
hasta el punto b .¿Cuál es la diferencia de potencial de a a b?¿Cuanta corriente fluye por el resistor
de 12Ω?
(58V , 1,08A )
42.-Como se muestra en la figura, la corriente I se divide
en 𝐼1 𝑒 𝐼2 . Encuentre el valor de estas intensidades de
corriente en términos de I , 𝑅1 𝑦 𝑅2 .
𝑅1
𝐼
1 +𝑅2
(𝐼2 = 𝑅
𝑅2
𝐼
1 +𝑅2
, 𝐼1 = 𝑅
)
43.- encuentre la diferencia de potencial entre los puntos P y Q de la
figura y determine cuál de los dos tiene mayor diferencia de potencial.
(34V, Q es el de mayor potencial)
44.- Para el circuito encuentre las intensidades
de corriente 𝐼1 , 𝐼2 𝑒 𝐼3y la intensidad de
corriente en el resistor de 12Ω.
(3A , A , 2A , 0,167A)
45.- Las corrientes en el circuito que se indica son
estacionarias. Determine𝐼1 , 𝐼2 𝑒 𝐼3 y la carga en
el capacitor.(la capacitancia del capacitor
corresponde a 2𝜇𝐹 )
46.- Determine la lectura en el voltímetro y el
amperímetro en el circuito. Suponga que ambos
medidores son ideales.
47.- Tres resistores de 40Ω, 60Ω, y 120Ω, y este grupo paralelo, está conectado en serie con una
resistencia de 15Ω , que a su vez se encuentra en serie con una resistencia de 25Ω. El circuito
completo se conecta a una fuente de 120V. Determine:
47.1.- la corriente en la resistencia de 25Ω.
47.2.- la caída de potencial a través del grupo paralelo.
47.3.- la caída de potencial en la resistencia de 25Ω.
47.4.-la intensidad de corriente en la resistencia e 60Ω.
47.5.- la intensidad de corriente en la resistencia de 40Ω.
(2A,40V,50V,0,67A, 1A)