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7/23/2019 Fisica Corrientes

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TRILCE

231

ELECTROCINTICA

CORRIENTE ELCTRICAEs el flujo de partculas cargados a travs de un material conductor impulsadas por la presencia de un campo elctrico.

INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELCTRICA (I)Esta magnitud escalar nos indica la cantidad de carga que circula por la seccin transversal de un conductor en cada unidadde tiempo.

t

qI

I

q = carga que circula por la seccin del conductor.t = tiempo para la circulacin de "q".

Unidad: Coulomb / segundo = Ampere (A)

RESISTENCIA ELCTRICA (R)Todo material se opone al paso de la corriente elctrica ejerciendo determinada resistencia la cual depende de las dimensio-

nes geomtricas del conductor y del material que lo constituye, se mide en ohmios ( ).

ALR Ley de Poulliet

A

L

= resistividad del material

LEY DE OHMPara la gran mayora de conductores metlicos se verifica que la intensidad de corriente que circula por ellos es directamenteproporcional a la diferencia de potencial que se conecta en sus extremos, la constante de proporcionalidad es la resistenciaelctrica del conductor.

I

V

V = R I

V = diferencia de potencial aplicada al conductor.I = intensidad de corriente en el conductor.R = resistencia elctrica del conductor.

Captulo

18CORRIENTE Y RESISTENCIA

ELCTRICA


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Fsica

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ASOCIA CIN DE RESISTENCIAS

I. En serie:

R1 R2 R3

I1 I2 I3IE

V V

RE

* E321 IIII

* 321 VVVV

* 321E RRRR

II. En paralelo:

R1R2R3

I1I2

I3

IE

V V

RE

* VVVV 321

* 321E IIII

*3RI

2RI

1RI

ERI

FUERZA ELECTROMOTRIZ (

)

Esta magnitud escalar mide la energa que una fuente entrega a cada unidad de carga positiva que pasa por ella de menormayor potencial.

qW

terminal a mayor

potencial

terminal a menor

potencial

q

W = energa que entrega la fuente a la carga "q".q = carga que circula por la fuente.

Unidad: Joule/Coulomb = volt

POTENCIA ELCTRICA (P)Esta magnitud nos indica la cantidad de energa que un dispositivo elctrico entrega o recibe en cada unidad de tiempo.

P = V I

Dispositivo

elctrico

V

I


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TRILCE

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V = diferencia de potencial aplicada-I = intensidad de corriente que pasa por el dispositivo.

EFECTO JOULESe denomina as a la produccin de calor cuando una intensidad de corriente atraviesa un conductor.

V

I

Q(calor)

R

)caloras(ItVtPEgastada)gastada(

Q(calor)= 0,24 V It (caloras)


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Fsica

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EJERCICIOS PROPUESTOS

01. Si por un conductor circula una corriente de 4A,determinar el nmero de electrones que circulan porel conductor en 2s.

a) 5.1018 b) 5.1019 c) 5.1017

d) 2.1020 e) 12.1020

02. En un tubo de televisin el haz electrnico transporta2,5.1013 electrones/s. Determine la intensidad decorriente que representa dicho haz.

a) 2A b) 4 A c) 8A

d) 1 A e) 3A

03. En un tubo fluorescente los iones positivos transportan+3C hacia la derecha y simultneamente los ionesnegativos transportan -2C hacia la izquierda en unintervalo de tiempo de 2s. Halle la corrienteconvencional en el tubo.

a) 0,5 A hacia la derecha.b) 0,5 A hacia la izquierda.c) 2,5A hacia la derecha.d) 2,5A hacia la izquierda.e) 3A hacia la izquierda.

04. Un alambre de cobre tiene una resistencia de 10 .Cul ser la resistencia de otro alambre de cobre cuyaseccin transversal sea el doble y longitud el triple.

a) 1,5 b) 30 c) 5

d) 15 e) 12

05. Se conectan en serie una resistencia de 10 y unrestato a una diferencia de potencial de 120V. Culdebe ser el valor de la resistencia de restato, si sequieren obtener intensidades de 1A, 2A y 3A?

a) 11 , 3 y 5

b) 12 , 5 y 3

c) 110 , 50 y 30

d) 9 , 12 y 6

e) 1 , 20 y 3

06. Un cable de densidad de 8g/cm3y resistividad 1.6 10-

8 m tiene una masa de 200 kg y una resistencia de0,64 . Cul es el valor de su longitud y seccinrecta?

a) 2 km y 12,5 mm2

b) 1 km y 25 mm2

c) 0,5 km y 50 mm2

d) 4 km y 6,25 mm2

e) 3 km y 4 mm2

07. Un alambre de cobre tiene una resistencia de 9 sise le estira mecnicamente hasta que su longitud sequintuplique. Hallar la corriente que circula por estaltima resistencia si se le aplica a sus extremos unadiferencia de potencial de 675V.

a) 1 A b) 4 A c) 3 Ad) 15 A e) 10 A

08. Se tiene un alambre conductor rectilneo de cobre cuyaseccin transversal es de 0,86 mm2, que transportauna corriente de 2A. Hallar la intensidad de campoelctrico en su interior en N/C.

Si: m10.72,1 8cobre

a) 0,01 b) 0,02 c) 0,03d) 0,04 e) 0,1

09. Un alambre conductor tiene a 20C una resistencia de

110 y a 220C su resistencia es de 112 . Halle suresistencia a 100C. Suponer que la resistencia delconductor vara linealmente con la temperatura.

a) 111 b) 110,5 c) 110,8

d) 111,5 e) 1

10. En la pregunta anterior, determine el coeficiente de

variacin de la resistividad con la temperatura.

a) 4,7.10-5C-1 b) 6,1.10-5C-1

c) 3,9.10-5C-1 d) 9,1.10-5C-1

e) 7.10-5C-1

11. En el circuito, calcular la resistencia equivalente entrelos puntos "A" y "B".

5

10

15

A

B 10 10

a) 5 b) 10 c) 15

d) 20 e) 1

12. Si cada resistencia es de 6 ; determine la resistenciaequivalente entre "A" y "B".

A B

a) 18 b) 2 c) 6

d) 12 e) 14


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TRILCE

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13. Hallar la resistencia equivalente entre los terminales

"A" y "B".

A B5 5 5 5 15 15

a) 8 b) 6 c) 7

d) 5 e) 9

14. En el circuito, hallar: "R" en ohmios.

R

R

R

R

12V

2A

a) Ms de 6 b) 12 c) 18d) Menos de 6 e) 6

15. Si la diferencia de potencial entre "A" y "B" es de 6V,hallar la intensidad de corriente "I".

4

A

B

3 62

7

I

a) 3/2A b) 2/3A c) 1/6Ad) 6A e) 3A

16. Encontrar la diferencia de potencial en la resistencia

de 16 , si Vab=12 voltios.

2

a b

4

165

20

212

a) 1,6V b) 3,2V c) 6,4Vd) 0,8V e) 12V

17. En el circuito, encontrar el calor producido por segundo

en la resistencia de 15 , si Vab=35 voltios.

a

b35 V

5 10

15 10 10

5

a) 60 W b) 45 W c) 30 Wd) 15 W e) 5 W

18. En un circuito en funcionamiento, para dos resistenciasen paralelo (R1>R2), se cumple que:

a) En ambas circula la misma corriente.b) En R1se disipa ms energa que en R2.

c) En R1la cada de voltaje es mayor que en R2.d) En R2se disipa ms energa que en R1.e) En R1circula ms corriente que en R2.

19. Los alambres AB y BC estn hechos del mismo materialy tiene la misma longitud pero BC es ms grueso queAB. Seale la afirmacin correcta.

A B C

a) La resistividad de AB es mayor que la de BC.b) La resistencia de AB es igual que la de BC.c) VAB


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22. Las resistencias R1, R

2, R

3y R

4son de iguales valores.

Cul de ellas desarrolla mayor potencia?

R1

R2 R3

R4

a) R1 b) R2 c) R3d) R4 e) Ninguna.

23. Se estima que una corriente de 0,05 A es mortal. De lassiguientes razones que se enuncian. Diga cules deellas justifican dicha estimacin:I. Por que la corriente produce la electrlisis de los

lquidos de las clulas y por lo tanto las destruyen.II. La corriente contrarresta el influjo nervioso, produ-

ce la parlisis de los centros nerviosos, del corazny de los centros respiratorios.

III.El efecto Joule produce quemaduras internas.

a) Slo I b) Slo II c) I y II

d) I, II y III e) Ninguna

24. Marcar la alternativa correcta:

a) A travs de una resistencia se consume corrienteelctrica.

b)La corriente que pasa por un conductor esinversamente proporcional a la diferencia de po-tencial en sus extremos.

c) En un conductor, los protones se mueven a favordel campo elctrico.

d) La intensidad de corriente en un conductor es di-rectamente proporcional a la intensidad de campoelctrico en l.

e) Ninguna anterior es correcta.

25. La figura muestra tres resistencias diferentes conectadasa una fuente de voltaje; si quitamos la resistencia R

3.

Indicar verdadero (V) o falso (F):

V

R1

R2

R3

I. La corriente en R1disminuye.II. El voltaje en R1aumenta.III.La corriente en R2no vara.

a) FVF b) VFF c) FFFd) VVF e) VFV

26. En el circuito mostrado, calificar las siguientesafirmaciones como verdaderas (V) o falsas (F):

R1

R3

R2

a

bc

d

I. La corriente convencional fluye en R2de "c" hacia"d".

II. Los electrones fluyen por el cable de "b" hacia "d".III.Los electrones fluyen por el cable de "a" hacia "c".

a) VVV b) VFF c) FVVd) VVF e) FFV

27. Una resistencia elctrica est conectada a una ciertadiferencia de potencial constante. Si dicha resistenciase reemplaza por otra que es el triple, manteniendo ladiferencia de potencial constante, entonces la cantidadde calor que desprende por segundo:

a) Se triplicarab) Se duplicarac) No varad) Se sextuplicarae) Se reducira a la tercera parte

28. Sobre un motor se lee "110V - 220W". Calcular laresistencia que se debe conectar en serie con este motorpara poder utilizarlo con una diferencia de potencialde 150V.

a) 20 b) 10 c) 30 d) 25 e) 5

29. Una estufa elctrica de 1200W est proyectada parafuncionar a 120V. Si el voltaje baja a 100V, qupotencia absorber la estufa?a) 833,3 W b) 126,6 W c) 566,6 Wd) 1000 W e) 33,3 W

30. Una resistencia de 10 est dentro de 2000g de agua.Una corriente de 10A la atraviesa durante un tiempode 418,6s. Cul fue el aumento de temperatura delagua?

a) 10C b) 20C c) 30Cd) 40C e) 50C

31. La corriente en un circuito en serie simple es de 5A.

Cuando se conecta una resistencia adicional de 2 elcircuito disminuye su intensidad en una unidad. Cul

fue la resistencia original del circuito en ?

a) 3 b) 8 c) 16d) 9 e) 2


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32. Qu intensidad de corriente puede transmitirse porun alambre de cobre de 3400m de longitud y 28 mmde dimetro, si la diferencia de potencial entre sus

extremos es de 8V? ( m10.7,1 8

cobre

)

a) 5,2A b) 85,2A c) 100Ad) 300A e) 7 A

33. Una pequea lmpara diseada para trabajar con 6V

enciende normalmente, siendo su resistencia de 20 .Qu resistencia habr que conectarle en serie paraque queda funcionar con una batera ideal de 8V?

a) 1,34 b) 3,51 c) 5,88

d) 7,58 e) 6,67

34. Hallar la resistencia equivalente entre "A" y "B".

18

A

C

3

6

9

B

a) 2 b) 1,5 c) 0,66

d) 8 e) 36

35. Una lnea de cobre de dimetro 8mm ha de sersustituida por otra de hierro de igual longitud y de lamisma resistencia. Qu dimetro habr de tener elnuevo alambre?

m/mm017.0 2Cu

m/mm107.0 2Fe

a) 8 mm b) 9 mm c) 20 mmd) 10 mm e) 27,8 mm

36. Un alambre de 1000m de longitud y de resistividad

m10.5 8 , est conectado a un voltaje de 100V..

Cul debe ser su seccin si queremos que una corrientede 2A lo atraviese?

a) 1 mm2 b) 2 mm2 c) 3 mm2

d) 4 mm2 e) 6 mm2

37. Cul es la intensidad de la corriente en la resistencia

de 3 , si Vab

=12V?

12

a b

4

3

6

a) 3 A b) 1,33 A c) 2 Ad) 2,1 A e) 4 A

38. Si la resistencia equivalente entre a y b es 11 . Cules el valor de R?

4

a

b

4

R R

a) 1 b) 2 c) 4

d) 8 e) 3

39. Halle la resistencia equivalente entre los puntos a y b.

3 3 3

3333

2 2 2a

b

a) 3 b) 2 c) 1

d) 0,5 e) 4

40. Un cable de seccin cuadrada y longitud "L" estformado por 2 metales, como muestra la figura. El

interior de resistividad 1 y el exterior de resistividad

2 . Hallar la resistencia de este alambre.

a

L

b

b a

L

L

a

a) ]ba/[L 212

212

b) ]ba/[L 212

112

c) )]ab(a/[L 2222

112

d) )]ab(a/[L 22

1

2

212

e) N.A.

41. Una plancha consume una potencia de 600W cuandoest conectada a una diferencia de potencial de 120V.Calcular la intensidad que atraviesa la plancha y suresistencia.

a) 24 A y 5 b) 5 A y 24

c) 12 A y 6 d) 6 A y 12

e) 4 A y 5


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42. Un fusible conectado en serie con un tomacorriente de120V se funde cuando la corriente pasa de 5A. Cuntaslmparas "50W.120V" pueden conectarse en paralelo?

a) 12 b) 10 c) 8d) 6 e) 4

43. Sobre dos lmparas se lee "120V-120W" y "120V-

360W". Calcular la intensidad de corriente que circularpor ambas si se conectan en serie a una diferencia depotencial de 240V.

a) 1 A b) 3 A c) 2 Ad) 1,5 A e) 4 A

44. Se conecta en serie una resistencia de 10 y un motora una diferencia de potencial de 120V. La corriente queatraviesa el conjunto es de 2A. Hallar la potenciaconsumida en el motor.

a) 40 W b) 200 W c) 100 Wd) 400 W e) 4W

45. Qu potencia consumen 2 lmparas en serie de 30

y 60 , si la corriente que circula por la primera es de2A?

a) 1440 W b) 540 W c) 120 Wd) 180 W e) 360 W

46. Hallar la potencia consumida por R3. (R

2=1 )

3A

2AR1

1A

R2 R3

a) 1 W b) 2 W c) 3 Wd) 4 W e) 5 W

47. Tres resistencias iguales asociadas en serie consumenuna potencia de 18W. Si se les asocia en paralelo bajola misma diferencia de potencial, calcular la potenciaque consumen.

a) 18 W b) 54 W c) 162 W

d) 180 W e) 6 W

48. Hallar la "I" que circula por un calentador elctrico de

20 para que en 15 minutos caliente 240 gramos deagua desde 0C hasta 100C. (1 Joule = 0,24 caloras)

a) 0,86 A b) 14,1 A c) 2,36 Ad) 7,07 A e) 8,54 A

49. Una cocina elctrica tarda 25 minutos en hacer hervir 3litros de aceite, cuando est conectada a 220V. Cuntosminutos tardar en hacer hervir la misma cantidad deaceite cuando est conectada a 110V?

a) 50 b) 100 c) 25d) 12,5 e) 5

50. Una cocina elctrica funciona durante 10 horasalimentndose con una diferencia de potencial de 220V

sabiendo que su resistencia es de 100 y que cadakW-hr cuesta $3.0. Halle el costo de dichofuncionamiento.

a) $ 24,52 b) $34,86 c) $42,91d) $74,91 e) $14,52

51. Sobre las propiedades de la corriente elctrica, indicarla veracidad (V) o falsedad (F), de las siguientesproposiciones:( ) La direccin de la corriente es la del campo elctri-

co en un conductor.

( ) La direccin de la densidad de corriente es la mis-ma para cargas positivas y negativas que se mue-ven en una solucin de cloruro de sodio.

( ) Los circuitos elctricos transportan energa cuandopor ellos circula una corriente elctrica.

a) VFF b) FVV c) FFVd) VVV e) FVF

52. En un laboratorio, se hacen pruebas con cuatromateriales conductores; de manera que suscomportamientos al aplicarle voltajes se muestran enla figura. Indique cul de las proposiciones es correcta.

I(mA)

V(v)

20

15

A

BC

D

10 15 20

I. Todos cumplen la ley de Ohm.II. El cuerpo A es el de menor resistencia.III.La resistencia del cuerpo C es constante e igual a 4/

3 kW.

a) Slo I b) Slo II c) Slo IV

d) I y II e) II y III

53. Respecto de los conductores, elementos no hmicos,indicar la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientesproposiciones:( ) Los conductores metlicos se comportan como ele-

mentos hmicos cuando su temperatura se mantie-ne constante.

( ) La resistividad de los semiconductores aumenta alaumentar su temperatura.

( ) En todo elemento no hmico, al aumentar la dife-rencia de potencial a la que es expuesto, aumentala intensidad de la corriente en l.


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a) VVV b) FFF c) FFVd) VFF e) VFV

54. Por la seccin transversal de un conductor metlicocircula una corriente, cuya intensidad vara con el tiemposegn la grfica adjunta. Determine el nmero deelectrones que atraviesa la seccin transversal desdet = 3 ms hasta t = 5 ms.

I(mA)

t(ms)

20

5

a) 1410.4 b) 1410.8 c)1410.2

d) 1014 e) 0,5.1014

55. En el circuito mostrado, determine la intensidad decorriente que circula, cuando el cursor se coloca en B,

si al colocarlo en A y luego en C, la corriente en elcircuito vara en 3A. Considere el resistor AChomogneo de 6W y BC = 2AB.

cursor

2

C B A

Va) 0,8 A b) 1,4 A c) 0,6 Ad) 1,6 A e) 1,2 A

56. En la figura mostrada, determinar el potencial en A, sicada resistencia vale R = 8W y el potencial en B es130V.

A

B

I = 5A

a) 100 V b) 105 V c) 110 Vd) 115 V e) 120 V

57. La intensidad de corriente "I" de un conductor varacon el tiempo "T", segn la ecuacin: I = 4+2T, donde"I" se expresa en ampere y "T" en segundos.1) Qu cantidad de carga pasa por la seccin trans-

versal del conductor durante el intervalo de tiempocomprendido entre t1= 2s y t2= 6s ?

2) A qu intensidad de corriente continua pasara porla seccin transversal del conductor durante el mis-mo tiempo, la misma cantidad de carga?

a) 12A y 12C b) 48A y 24Cc) 12A y 48C d) 24A y 32Ce) 12A y 72C

58. Se muestra el comportamiento de la intensidad decorriente a travs de 3 elementos resistivos, conformese les someti a distintos voltajes. Indique la veracidado falsedad, de las siguientes proposiciones:

A

B

C

I

V

I. Los 3 elementos resistivos son hmicos.II. B presenta mayor resistencia elctrica que A.III.Conforme aumenta el voltaje, la resistencia elctri-

ca de C aumenta.

a) VVV b) VFF c) FVVd) FFV e) FVF

59. La resistencia del hilo de tungsteno de una lmparaelctrica a la temperatura de 20C es igual a 35,8W.Cul ser la temperatura del hilo de la lmpara, si alconectarlo en un circuito de 120V de tensin por elhilo fluye una corriente de 0,33A?

13tungsteno C10.6,4

.

a) 2000C b) 3000C c) 2010,7Cd) 2200C e) 2876,6C

60. En la figura, "e" es una batera de 120V de F.e.m. R2=10W, B es una tetera elctrica. El ampermetro marca2A. Cunto tiempo tarda en hervir 0,5 L de agua enla tetera, hallndose a la temperatura inicial de 4C?

Se desprecian las resistencias de la batera y del am-permetro. El rendimiento del hornillo de la tetera es de76%.

R2

A

a) 10 min b) 12 min c) 22 mind) 21 min e) 16 min


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240

lavesClavesb

b

c

d

c

b

c

d

c

d

d

b

d

e

c

c

d

d

e

b

b

d

d

d

b

d

e

a

a

e

b

b

e

b

c

a

b

d

a

d

b

a

d

b

e

b

c

c

b

e

d

b

d

c

d

a

c

e

c

c

01.

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