Download p3 - Instituto de Física La Plata

Física II - Guía de problemas 3
DF-FCE-UNLP 2006®
1.- Una corriente de 4,8A fluye a través de un faro de automóvil. ¿Cuántos Coulombs de carga fluirán
por él en 2 horas?
2.- Un conductor de cobre de 1mm de diámetro transporta una corriente de 2A. Los portadores de
carga son electrones, cuya densidad es de 8,5 x 1028 portadores por metro cúbico. Calcular la
velocidad media de deriva de estos electrones.
3.- Por una solución de cloruro de sodio pasa una corriente. En un segundo, 6,45 x 10 16 iones Na+ llegan
al electrodo negativo, y 4,18 x 1016 iones Cl llegan al electrodo positivo. ¿Cual es la corriente que
pasa entre los electrodos? ¿Cual es la dirección de la misma?
4.- Un tubo de vidrio lleno de gas tiene electrodos en cada extremo. Cuando se aplica una diferencia de
potencial lo suficientemente grande entre los dos electrodos, el gas se ioniza; los electrones se
desplazan hacia el electrodo positivo, y los iones positivos hacia el electrodo negativo.
a) ¿Cual es la corriente en una descarga de hidrógeno si cada segundo se desplazan 5,04 x 1018
electrones y 1,61 x 1018 protones, en direcciones opuestas por una sección transversal del
tubo?
b) ¿Cual es la dirección de la corriente?
5.- Se ha encontrado que cuando la diferencia de potencial entre los bornes de una resistencia es 10V,
la intensidad de la corriente en la resistencia es 2A.
a) ¿Cuál será la corriente si la diferencia de potencial es 20V? ¿100V?.
b) ¿Cuál será la diferencia de potencial si la intensidad de corriente es 10A?, ¿100mA?
c) ¿Cuál es la resistencia del conductor?
6.- La resistencia de una plancha eléctrica consume una potencia de 700 W cuando se la conecta a una
tensión de 220 V. Calcular:
a) El valor de la resistencia en ohms y la corriente que circula por la misma.
b) El costo de dos horas de uso, si el valor de 1kWh es $ 0,15.
c) Si el voltaje de la línea desciende a 200 V, ¿Que potencia consumirá la plancha? (Suponer
que la resistencia de la plancha no cambia con la temperatura).
7.- Cuando el interruptor S del circuito ilustrado en la figura esta abierto, el voltímetro V señala
1,56V. Cuando S esta cerrado, el voltímetro indica 1,45 V y el amperímetro A señala 1,30A.
Encuentre la f.e.m. y la resistencia interna r de la batería, y la magnitud de la resistencia de carga R.
Suponer que los dos medidores son ideales, de modo que no afectan al circuito.
1
Física II - Guía de problemas 3
DF-FCE-UNLP 2006®
8.- El circuito de la figura tiene dos baterías, cada una con una f.e.m. y una resistencia interna, y dos
resistores.
a) Encuentre que la corriente en el circuito vale 0,47A ¿Cual es su sentido de circulación?
b) ¿Cuánto vale el voltaje entre las terminales a y b de la batería de 16V?
c) ¿Es correcto afirmar que la diferencia de potencial del punto a con respecto al punto c es
de 11,01V?
9.- Resolver el circuito de la figura utilizando las reglas de Kirchhoff:
a) Encuentre que por la batería de 8V circulan 0,61A y que por la batería de 5V circulan
0,31A, en tanto que por la resistencia de 2 la corriente es de 0,93A. Aclarar en
el circuito el sentido de circulación de estas tres corrientes.
b) ¿Cuanto vale la diferencia de potencial entre los puntos a y b?
2
Física II - Guía de problemas 3
DF-FCE-UNLP 2006®
Al.- En un experimento llevado a cabo a temperatura ambiente, una corriente de 470mA fluye por
un conductor de plata de resistividad 1,47 x 108∙m y 2,59mm de diámetro. Encuentre la
magnitud del campo eléctrico en el interior del cable.
A2.- Un cable de longitud L y área transversal A tiene resistencia R. ¿Cuál será la resistencia del
cable si se le estira al doble de su longitud original? Suponer que la densidad y la resistividad del
material no cambian cuando se estira el cable.
A3.- Un cable conductor consiste en siete cabos cilíndricos de cobre (resistividad 1,72 x 108∙m) como
se ilustra en la figura, la cual corresponde a una sección transversal del mismo. Cada cabo tiene
un diámetro de 2,5mm. Calcular la resistencia de 300m de este cable.
A4.- Se desea conectar una resistencia de 1000 a una diferencia de potencial de 200V, y se
dispone de cierto número de resistencias de 1000, que pueden disipar una potencia máxima de
10W cada una. ¿Cómo deben conectarse?
A5.- Una persona con una resistencia corporal entre sus manos de 10k por accidente toma los
terminales de una fuente de potencia de 20kV.
a) Si la resistencia interna de la fuente es de 2k, ¿Cual es la corriente que pasa por el cuerpo
de esta persona?
b) ¿Cuál es la potencia disipada en el cuerpo?
c) Si se quiere hacer segura la fuente de energía aumentando su resistencia interna, ¿cuál
deberá ser esta resistencia interna a fin de que la máxima corriente producida en la situación
anterior no sea mayor a 1mA?
A6.- a) Calcular la resistencia entre los puntos a y b de la figura. R 1 = 2, R 2 = 3, R 3 = 4 R4
= 6 y R5 = 5. (b) Calcular la potencia disipada en R3 si la diferencia de potencial entre a y b
es de 10V.
3
Física II - Guía de problemas 3
DF-FCE-UNLP 2006®
A7.- Las baterías del tipo de las utilizadas en automotores, también llamadas acumuladores, se
clasifican por su f.e.m.  y la carga máxima Qmax que pueden acumular, la cual generalmente se
expresa en A∙h (ampere∙hora, 1A∙h = 3600C). Entonces, por ejemplo, una batería de 12 V, 50
A∙h, tiene una f.e.m.  de 12V y acumula una Qmax de 50A∙h = 180.000C, pudiendo suministrar una
corriente de 50A por el lapso de una hora, o 25A durante dos horas, etc.
Un automóvil está equipado con una batería de 12V, 55 A∙h. Calcular:
a) La energía total almacenada E = Qmax ∙  Se desprecia la resistencia interna de la batería.
Expresar el resultado en Kcal. (1Kcal = 4186,8 Joules).
b) El tiempo total necesario para cargar completamente la batería, si se conecta a la misma
un cargador cuya potencia media es 250W.
A8.- Una resistencia R se conecta entre los bornes de una batería de f.e.m.  y resistencia interna r.
Calcular la potencia disipada por la resistencia R. Asumiendo que  y r son constantes, graficar la
mencionada potencia en función de R. ¿Para qué valor de R se disipa la máxima potencia?
¿Cuánto vale la corriente en este caso?
A9.- En el circuito de la figura hallar R, la corriente que la atraviesa, y la f.e.m. .
4