10 La corriente eléctrica

10 La corriente eléctrica
E J E R C I C I O S
P R O P U E S T O S
10.1 Dibuja el esquema de un circuito eléctrico que incluya un interruptor y dos bombillas. Indica qué transformación energética se produce en las bombillas.
La energía eléctrica se disipa caloríficamente en el filamento de la bombilla
y una parte de la energía disipada se emite como energía radiante.
10.2 De acuerdo con el sentido convencional, señala desde qué polo de un generador sale la corriente
eléctrica y a qué polo llega después de recorrer el circuito.
En un circuito, el sentido convencional de la corriente va del polo positivo del generador al polo negativo del mismo.
10.3 Calcula la diferencia de potencial entre dos puntos, sabiendo que se necesitan 40 J para mover una
carga de 2 C desde uno hasta otro.
E
40 (J)
V 20 V
q
2 (C)
10.4 Determina la energía necesaria para mover una carga de 0,3 C entre dos puntos si la diferencia de potencial entre ellos es 50 V.
E V q 50 (V) 0,3 (C) 15 J
10.5 ¿Qué carga eléctrica pasa cada hora por la sección del filamento de una bombilla, si circula por ella una
corriente eléctrica de 300 mA?
Tiempo: 1 h 3 600 s; intensidad de la corriente eléctrica: 300 mA 0,3 A
q
I ⇒ q I t 0,3 (A) 3 600 (s) 1 080 C
t
10.6 Halla cuántos electrones atraviesan cada minuto un amperímetro que indica una corriente de 2 ␮A.
¿Cuánto tiempo tardará en pasar 1 C?
Tiempo: 1 min 60 s; intensidad de la corriente eléctrica: 2 A 2 106 A
q
I ⇒ q I t 2 106 (A) 60 (s) 1,2 104 C
t
Número de electrones, n:
1,2 104 (C)
q
n 7,5 1014 electrones
1,6 1019 (C/electrón)
e
Tiempo que tarda en pasar 1 C:
q
q
1 (C)
I ⇒ t 5 105 s
t
I
2 10 6 (A)
10 La corriente eléctrica
10.7 Calcula la resistencia eléctrica de un alambre conductor, sabiendo que circula por él una intensidad de
corriente de 2,5 A cuando se aplica a sus extremos un voltaje de 125 V.
V
125 (V)
R 50 I
2,5 (A)
10.8 Halla la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor de 20 ⍀ de resistencia al conectarlo a una diferencia de potencial de 9 V.
V
9 (V)
I 0,45 A
R
20 ()
10.9 Explica por qué aumenta la resistencia eléctrica de un conductor cuando se incrementa su temperatura.
La resistencia de un conductor aumenta con su temperatura porque la agitación de los electrones y los cationes que forman la estructura del conductor se incrementa con la temperatura y, por tanto, aumenta el número de choques entre ellos.
10.10 Determina la intensidad de corriente que circulará por un vaporizador de agua que está fabricado
con un hilo de nicromo de 120 m de longitud y 2,5 mm2 de sección, al conectarlo a una tensión de
220 V.
La resistividad del nicromo es 1,05 ⴢ 10ⴚ6 ⍀m.
Sección del hilo de nicromo: S 2,5 mm2 2,5 106 m2
Resistencia del hilo de nicromo:
L
120 (m)
50,4 R 1,05 106 (m) S
2,5 106 (m2)
Intensidad de corriente que circula:
V
220 (V)
I 4,37 A
R
50,4 ()
10.11 Dos resistencias de 6 y 12 ⍀, respectivamente, se asocian en serie. Halla la diferencia de potencial en
los extremos de la resistencia de 12 ⍀, si se aplica al conjunto una tensión de 30 V.
Resistencia equivalente a la asociación:
Req R1 R2 6 12 18 Intensidad total de la corriente:
V
30 (V)
I 1,67 A
Req
18 ()
Diferencia de potencial en los extremos de la resistencia de 12 :
V R2 I 12 () 1,67 (A) 20 V
- -
-
-
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10.12 Dos resistencias de 6 y 12 ⍀, respectivamente, se asocian en paralelo. Halla la intensidad de corriente
en la resistencia de 12 ⍀ cuando se aplica al conjunto una diferencia de potencial de 30 V.
En una asociación en paralelo, la diferencia de potencial aplicada al conjunto es
igual a la aplicada a cada resistencia; por tanto, la diferencia de potencial aplicada
a la resistencia de 12 es de 30 V. La intensidad de la corriente que circula por
esta resistencia es:
- -
-
-
V
30 (V)
I 2,5 A
R2
12 ()
10.13 Calcula la energía eléctrica disipada cada hora, debido al efecto Joule, en una resistencia de 200 ⍀,
cuando circula por ella una corriente constante de 30 mA.
Tiempo: 1 h 3 600 s; intensidad de la corriente eléctrica: 30 mA 0,03 A
Energía: R I2 t 200 0,032 3 600 648 J
10.14 Una lavadora que lleva la indicación “2,1 kW” se conecta a la red de 220 V. ¿Qué intensidad de
corriente circula por ella? ¿Qué energía consume en una hora?
P
2 100 (W)
a) P V I ⇒ I 9,5 A
V
220 (V)
b) Tiempo: 1 h 3 600 s
Energía: P t 2 100 (W) 3 600 (s) 7 560 000 J 7,56 106 J
O también:
Energía: P t 2,1 (kW) 1 (h) 2,1 kW h