Universidad de Talca Instituto de Matemática y Física Ing. en Bioinformática Prof.Carlos Becerra Labra Problemas de Condensadores y Circuitos Eléctricos tipos 1.- Un alambre de cobre y uno de hierro, de la misma longitud, están sometidos a la misma diferencia de potencial. ¿Cuál debe ser la relación entre sus radios para que la corriente a través de ellos sea la misma? ¿Puede ocurrir que la densidad de corriente sea la misma en los dos alambres, escogiendo adecuadamente sus radios? 2.- Un alambre de nicromo (es una aleación de níquel y cromo que se usa comúnmente en los elementos calefactores) tiene una longitud de 1 [m]; el área de su sección transversal es 1 [mm2] y transporta una corriente de 4 [A] cuando se aplica una diferencia de potencial de 2 [V] entre sus extremos. ¿Cuál es la conductividad del nicromo? 3.- El embobinado de cobre de un motor tiene una resistencia de 50 [] a 20 [ºC] cuando el motor está inactivo. Después de funcionar por varias horas, la resistencia aumenta a 58 []. ¿Cuál es la temperatura del embobinado?. 4.- Un calefactor de inmersión de 500 [W] se coloca en un recipiente que contiene 2 litros de agua a 20 [ºC]. ¿Cuánto tiempo tardará en elevarse la temperatura del agua hasta su temperatura de ebullición, suponiendo que el agua absorbe el 80 % de la energía disponible? ¿Cuánto tiempo más tardará en evaporarse la mitad del agua? 5.- Una barra cuadrada de aluminio tiene 1 [m] de largo y 5 [mm] de lado. ¿Cuál es la resistencia entre sus extremos?. ¿Cuál debe ser el diámetro de una barra de cobre circular de 1 [m] para que tenga la misma resistencia? 6.- ¿A que temperatura duplicará su resistencia un conductor de cobre con respecto a su resistencia a 0 [ºC]? ¿Es valida esa misma temperatura para todos los conductores de cobre, cualquiera que sea su forma o tamaño? 7.- Un conductor de 1,2 [cm] de radio conduce una corriente de 3 [A] producida por un campo eléctrico de 120 [V/m]. ¿Cuál es la resistividad del material? 8.- Un campo eléctrico de 2100 [V/m] se aplica a un trozo de plata de sección transversal uniforme. Calcule la densidad de corriente resultante si la muestra está a una temperatura de 20 [ºC]. 9.- Cuando una barra de metal se calienta, cambia no sólo su resistencia, sino también su longitud y el área de su sección transversal. L La relación: R , sugiere que deben tomarse en cuenta los tres factores A al medir R a diversas temperaturas. Si la temperatura cambia 1 [ºC], ¿qué tanto por ciento cambian: R, L y A para un conductor de cobre? ¿Qué conclusión saca usted?. El coeficiente de dilatación térmica lineal del cobre es de 1,7 x 10-5 [ºC-1]. 10.- Considere un condensador de placas paralelas, cada una con un área de 0.2 [m]2 y separadas una distancia 1 [cm]. A este condensador se le aplica una diferencia de potencial V = 3000 [V] hasta que el condensador se carga, antes y después. c). en Bioinformática Prof. 13. Calcule: a).. con el interruptor S abierto. La carga libre en cada placa.. La capacitancia C’ d) La energía almacenada en el condensador. C3 C3 C3 a c C2 C2 C2 b C3 C3 d C3 a) Calcúlese la capacidad equivalente de la red comprendida entre los puntos a y b. Luego se llena el condensador con un material dieléctrico de constante desconocida K. antes y después de rellenar. los terminales de este condensador se conectan a los de otro condensador de 5 [μF] que inicialmente se encontraba descargado. La caída de potencial en cada condensador al final del proceso. Las energías inicial y final. Luego.Se carga a 1000 [V] un condensador de 20 [μF] y se desconecta del generador de voltaje. cuando Vab = 900 [V]. 12. b) Hállese la carga de cada uno de los condensadores próximos a los puntos a y b. . b). Carlos Becerra Labra después de lo cual se desconecta de la batería y el condensador queda aislado. La capacitancia C antes de rellenar el condensador con material dieléctrico.Los condensadores de la figura están inicialmente descargados y se hallan conectados como indica el esquema. Calcular a) La carga eléctrica inicial del sistema. c).Universidad de Talca Instituto de Matemática y Física Ing. b).En la figura cada condensador vale: C3 = 3 [μF] y C2 = 2 [μF]. c) Calcúlese Vcd cuando Vab = 900 [V].. e) La constante K. y se observa que el potencial disminuye a V' = 1000 [V]. 11. Cuando se añade una resistencia de 2 [W] en serie. operan a 110 [V]. cuando se cierra el switch.. la corriente decae a 4 [A]. ¿se fundirá el fusible si todos los aparatos se usan al mismo tiempo? 18. una de 500 [W] y otra de 100 [W]... se pide calcular el valor de la corriente total y de las corrientes parciales en mA.¿Cuántos coulomb y cuantos electrones pasan a través de la sección transversal del resistor durante ese tiempo 17.Un tostador de 1000 [W]. un horno de microonda de 800 [W] y una cafetera de 500 [W] se conectan en el mismo tomacorriente de 120 [V]. ¿Cuál de las dos lámparas tiene menor resistencia? 16.Sobre una resistencia de 10 [] se mantiene una corriente de 5 [A] durante 4 [minutos]. .En un circuito en serie simple circula una corriente de 5 [A]. Si el circuito se protege por medio de un fusible de 20 [A].. ¿Cuál es la resistencia original del circuito..Universidad de Talca Instituto de Matemática y Física Ing.Dado el siguiente circuito paralelo donde el valor de la fuente de poder V es de 50 [V]. Carlos Becerra Labra +200 V 3F S a 3F b 6F 6F tierra a) ¿Cuál la diferencia de potencial Vab? b) ¿y el potencial del punto b después de cerrado S? c) ¿Qué cantidad de carga fluye a través de S cuando se cierra? 14. 15. en Bioinformática Prof.Dos lámparas incandescentes. . el voltaje y la potencia consumida por cada resistencia en la red presentada a continuación . Carlos Becerra Labra 19.Determine la corriente.Dado el siguiente circuito mixto donde el valor de la fuente de poder V es 10 [V] y todas las resistencias son de 10 []..Dado el siguiente circuito se pide plantear las ecuaciones de mallas y calcular las corrientes suponiendo que las fuentes de poder son de 10 [V] y las resistencias de 10 [] 21.. en Bioinformática Prof. Calcule: a) La Resistencia total del circuito b) El valor de la corriente I1 c) El voltaje en R2 20.Universidad de Talca Instituto de Matemática y Física Ing. voltaje y potencia de cada resistencia del circuito adjunto . Carlos Becerra Labra 22. en Bioinformática Prof..Determine la corriente. la corriente y la potencia eléctrica disipada por cada resistencia 23.Universidad de Talca Instituto de Matemática y Física Ing..Calcule el voltaje. en Bioinformática Prof.Universidad de Talca Instituto de Matemática y Física Ing.Determine la corriente. voltaje y potencia de cada resistencia del circuito adjunto . Carlos Becerra Labra 24..
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