Taller de Problemas 2

BPTFI03 - Serie A- Período 1516-1
TALLER DE PROBLEMAS 2- CORRIENTE Y RESISTENCIA. CIRCUITOS CD
Problema 1 (*) (25.42)- Un trozo de carbono tiene una longitud de 3𝑐𝑚 y una sección transversal
cuadrada de 0,5𝑐𝑚 de lado. Se mantiene una diferencia de potencial de 8,4𝑚𝑉 entre los extremos de su
dimensión más larga. Sabiendo que la resistividad del carbono es 3,5 . 10−5 Ω𝑚, calcula:
a) La resistencia del trozo de carbono así conectado a la fuente.
b) La corriente que circula por él.
c) Repite a) y b) considerando que la diferencia de potencial se aplica entre dos caras que distan 0,5𝑐𝑚.
Respuesta: a) 𝑅 = 42𝑚Ω. b) 𝐼 = 200𝑚𝐴. c) 𝑅 = 1,17𝑚Ω; 𝐼 = 7,18𝐴.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Problema 2 (*) (25.72 y 25.73)- Una batería de automóvil de fem 12𝑉 tiene entre sus bornes una
tensión de 11,4𝑉 cuando proporciona 20𝐴 al motor de arranque del vehículo.
a) ¿Cuál es su resistencia interna?
b) ¿Cuánta potencia desarrolla la batería en estas condiciones?
c) ¿Qué potencia suministra al motor de arranque?
d) ¿En cuánto disminuye la energía química de la batería cuando suministra 20𝐴 durante 3 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠?
e) ¿Cuánto calor se genera en la batería cuando suministra 20𝐴 durante 3 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠?
Respuesta: a) 𝑟 = 30𝑚Ω . b) 𝑃𝐵 = 240𝑊. c) 𝑃𝑚 = 228𝑊. d) 𝑄 = 43,2𝑘𝐽. e) 𝑄 = 2,16𝑘𝐽.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Problema 3 (*) (25.82)- La batería de la figura tiene resistencia interna
despreciable. Determina:
a) La corriente que circula por cada resistencia.
b) La potencia desarrollada por la batería.
Respuesta: a) 𝐼3Ω = 1,58𝐴; 𝐼2Ω = 0,63𝐴; 𝐼4Ω = 0,32𝐴. b) 𝑃 = 9,47𝑊.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Problema 4 (*) (25.96)- En el circuito que muestra la figura la lectura del
amperímetro es la misma cuando ambos interruptores están abiertos, ó ambos
están cerrados. Determina el valor de la resistencia 𝑅.
Respuesta: 𝑅 = 600Ω.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Problema 5 (*) (25.102 modificado)- En el circuito que muestra la figura, determinar:
a) La corriente que circula por cada resistencia.
b) La potencia suministrada por cada pila.
c) La potencia disipada en cada resistencia.
d) Verifica el balance de energía en el circuito.
e) La diferencia de potencial entre 𝑎 y 𝑏, y entre 𝑏 y 𝑐.
Respuesta:
a) La corriente que pasa por las resistencias que están conectadas
entre los puntos 𝑎 y 𝑏 es de 2𝐴, de izquierda a derecha. La corriente entre los nodos 𝑏 y 𝑐, a través de
la pila, es de 1𝐴, circulando de 𝑏 a 𝑐 (del terminal positivo al negativo). La corriente a través de la
resistencia de 6Ω es también de 1𝐴
𝑏 a 𝑐.
b) 𝑃8 = 16𝑊; 𝑃4 = 8𝑊; 𝑃4′ = −4𝑊 < 0 (la pila conectada entre 𝑏 y 𝑐 está siendo recargada).
c) Entre 𝑎 y 𝑏: 𝑃1 = 4𝑊; 𝑃2 = 8𝑊; entre 𝑏 y c: 𝑃2 = 2𝑊; 𝑃6 = 6𝑊.
d) La suma algebraica de los resultados obtenidos en b) coincide con la suma de los obtenidos en c).
e) 𝑉𝑎 − 𝑉𝑏 = 2𝑉 ⇒ 𝑉𝑎 > 𝑉𝑏 . 𝑉𝑏 − 𝑉𝑐 = 6𝑉 ⇒ 𝑉𝑏 > 𝑉𝑐 .
(*) Problema extraído del texto Física, Tipler y Mosca, Volumen 2, 5ª edición, Editoral Reverté.