Física Departamento de Física Aplicada. Facultad Ciencias Químicas. U.C.L.M. CORRIENTE ELÉCTRICA 1) Un cañón de electrones como el que se usa en los tubos de vacío de las televisiones consiste en una pieza de metal que se calienta haciendo pasar por ella una corriente grande. Al calentarse algunos de sus electrones tienen energía suficiente para abandonar el metal, convirtiéndose en una fuente de electrones de poca energía (ver figura). Si entre esta pieza de metal y una rejilla también metálica se establece una diferencia de potencial, los electrones liberados se aceleran dirigiéndose hacia esta rejilla. Dentro del tubo se hace vacío para que los electrones en movimiento no choquen con moléculas de gas. VR VF + eee- + e- ee- d a) Si la fuente de electrones esta constituida por un trozo de conductor cilíndrico de 0.5mm de radio y 25cm de longitud de un material con una resistividad de 200 ·cm, por el que circulan 10A de corriente, determinar la resistencia del conductor y la potencia que disipa. b) Si esta fuente está separada d=10cm de la rejilla y existe entre ellos una ddp VR = 50V, determinar la velocidad con que llegarán los electrones a la rejilla. c) Uno de los electrones atraviesa la rejilla por uno de sus agujeros, entrando en una zona de 20cm de largo en la que una ddp VF = 200V lo frena. Determinar la distancia que recorre hasta detenerse. Solución: R= 0.64; P=64W; v=4193 Km/s; s=5 cm. 2) Disponemos de bombillas antiguas diseñadas para ser conectadas a la antigua red de 125V, y queremos aprovecharlas en nuestra moderna instalación de 220V. ¿Cómo podemos hacerlo? 3) Una estufa está formada por un arrollamiento de longitud L por el que pasa corriente al conectarlo a la corriente. Si accidentalmente se estropea el arrollamiento y tenemos que reducir su longitud a la mitad ¿cómo cambia la corriente que pasa por él? ¿De qué manera varía la cantidad de calor que da? Solución: La corriente se duplica y la potencia que disipa (calor que da) también. 4) Para los circuitos siguientes: (a) Determinar la resistencia equivalente entre los puntos a y b (b) Si la ddp entre a y b es 12V, hallar la corriente que circula por cada resistencia. Solución: (a) Req = 4.5 ; I3=2.67 A, I6=0.67A, I2=2.0 A (b) Req=4.1 , I6=1.43A, I4(superior)=0.86A, I2=0.57A, I4(inferior)=1.5A, I8=0.75A 5) En los circuitos siguientes determinar (a) La corriente que circula por cada resistencia. (b) La diferencia de potencial entre los puntos a y b (c) La potencia suministrada por cada batería. Solución: 1. I4=2/3 A, I3=8/9 A, I6=14/9 A, V=28/3 V, Pizq=8 W, Pdcha=32/3 W 2. Iizq=1/5 A, Icent= 2/5 A, Idcha=1/5A, V=2.4V, Pizq=3.6 W, Pcent=1.6W Pdcha= 0.4W 3. I3paral=2.13A, I4=0.678 A, I5=0.735A, I2=2.807A, I3serie=0.057A, P8=0.456W, P12=33W