PROBLEMAS CORRIENTE ELÉCTRICA

Presentación del tema: "PROBLEMAS CORRIENTE ELÉCTRICA"— Transcripción de la presentación:

1 PROBLEMAS CORRIENTE ELÉCTRICA

2 PROBLEMA #1 Una estación de servicio carga una batería usando una corriente de 5.7 A durante 7.0 horas. ¿Cuánta carga pasa a través de la batería?

3 PROBLEMA # 2 Una corriente de 1.00 A fluye a través de un alambre. ¿Cuántos electrones están fluyendo y pasando por un punto dado del alambre durante un segundo? (Nota: La carga de un electrón = x C).

4 PROBLEMA #3 ¿Cuál es la corriente en amperes si 1,000 iones de Na+ están fluyendo a través de una membrana celular en un tiempo de 6.5 µs? La carga en un ión de sodio es la misma que la que tiene un electrón, pero de signo positivo.

5 PROBLEMA #4 ¿Qué voltaje producirá una corriente de 0.25 A al pasar por una resistencia de 3,000 Ω?

6 PROBLEMA #5 ¿Cuál es la resistencia de un tostador si 110 V producen una corriente de 3.1 A?

7 PROBLEMA #6 Un aparato eléctrico conduce una corriente de 5.5 A a 110 V. a) Si el voltaje cayera un 10%, ¿Cuál sería la corriente, asumiendo que nada mas cambia? b) Si la resistencia del aparato se redujera en un 10%, ¿Qué corriente estaría pasando a lo largo del circuito a 110 V?

8 PROBLEMA #7 Una batería de 9.0 V se conecta a un foco cuya resistencia es de 1.6 Ω. ¿Cuántos electrones dejan la batería cada minuto?

9 PROBLEMA #8 Una secadora de pelo conduce 9.0 A cuando se conecta a una línea de 120 V. a) ¿Cuál es su resistencia? b) ¿Cuánta carga pasa a través de la secadora durante 15 minutos?

10 PROBLEMA #9 Si una batería de 12 V hace pasar una corriente de 0.50 A a través de una resistencia, ¿Cuál es el valor de dicha resistencia? y ¿Cuántos joules de energía está perdiendo la batería cada minuto?

11 PROBLEMA #10 Un pájaro se para sobre una línea de transmisión eléctrica que conduce 2,500 A. La línea tiene una resistencia de 2.5 x 10-5 Ω por metro y las patas del pájaro están separadas 4.0 cm. ¿Qué voltaje recibe el pájaro?

12 PROBLEMA #11 ¿Cuál es la resistencia de un alambre de cobre de 3.0 m de largo y de 1.5 mm de diámetro? (Nota: la constante de resistividad del cobre ρ= 1.68 x 10-8).

13 PROBLEMA #12 ¿Cuál es el diámetro de un alambre de tungsteno de m de largo y cuya resistencia es de 0.22 Ω?

14 PROBLEMA #13 Compara la resistencia de un alambre de aluminio de m de largo y de 2.0 mm de diámetro con la resistencia de un filamento de cobre de 15.0 m de largo y 2.5 mm de diámetro.

15 PROBLEMA #14 ¿Puede un alambre de cobre tener la misma resistencia que un alambre de tungsteno de la misma longitud? Proporciona detalles numéricos. (Nota: ρCu = 1.68 x 10-8, ρTu= 5.6 x 10-8).

16 PROBLEMA #15 Cierto alambre de cobre tiene una resistencia de 10.0 Ω. ¿En qué punto debe cortarse el alambre de tal manera que la resistencia del primer pedazo obtenido sea 7 veces la resistencia del otro pedazo?

17 PROBLEMA #16 ¿Cuánto debe incrementarse la temperatura de un alambre de cobre (que originalmente se encuentra a 20 oC, para elevar su resistencia en un 20%?

18 PROBLEMA #17 Un pedazo de alambre de aluminio se conecta a una fuente de voltaje de 10 V generando una corriente de A a 20 oC. El alambre se coloca en un nuevo ambiente a temperatura desconocida, donde la nueva corriente registrada es de A. ¿cuál es la temperatura desconocida?

19 PROBLEMA #18 Estima a qué temperatura el cobre tendrá la misma resistividad que presenta el tungsteno a 20 oC.

20 PROBLEMA #19 Un foco de 100 W tiene una resistencia de 12 Ω cuando está frío (a 20 oC) y una resistencia de 140 Ω cuando está caliente. Estima la temperatura del filamento cuando está prendido, asumiendo un coeficiente de resistividad por temperatura α= /oC

21 PROBLEMA #20 Un sólido rectangular hecho de carbón tiene sus lados descansando a lo largo de los ejes X, Y y Z, y sus longitudes son de 1.0 cm, 2.0 cm y 4.0 cm, respectivamente. Determina la resistencia de la corriente que fluye a través del sólido en a) la dirección X, b) la dirección Y y c) la dirección Z. Asume que la resistividad ρ= 3.0 x 10-5 Ω∙m.

22 PROBLEMA #21 10.0 m de alambre consiste de 5.0 m de cobre seguidos por 5.0 m de aluminio, de igual diámetro (ambos de 1.0 mm). Una diferencia de voltaje de 80 V se aplica a lo largo del alambre compuesto. A) ¿Cuál es la resistencia total del alambre? B) ¿Cuál es la corriente que fluye a lo largo del alambre? C) ¿Cuáles son los voltajes a lo largo de la parte de aluminio y a lo largo de la parte de cobre?

23 PROBLEMA #23 El elemento de un horno eléctrico está diseñado para producir 3.3 kW de calor cuando se conecta a una fuente de 240 V. ¿Cuál debe ser la resistencia de dicho elemento?

24 PROBLEMA #24 ¿Cuál es el consumo máximo de potencia de un reproductor de CD de 9.0 V que conduce una corriente de 350 mA como máximo?

25 PROBLEMA #25 ¿Cuál es el voltaje máximo que se puede aplicar a una resistencia de 2.7 kΩ que trabaja a una potencia de ¼ W?

26 PROBLEMA #26 Una secadora de pelo tiene dos modalidades: una a 600 W y la otra a 1,200 W. a) ¿En qué modalidad esperas que la resistencia sea mayor? Determina la resistencia en ambas modalidades.

27 PROBLEMA #27 ¿Cuál es la resistencia y la corriente a través de un foco de 60 W si se conecta a una fuente de 120 V? repite el ejercicio para un foco de 440 W.

28 PROBLEMA #28 Imagina que compraste un foco de 60 W en Europa, donde la electricidad se entrega a las casas con un voltaje de 240 V. Si usas el foco en México, qué tan brillante será comparado con los focos normales de 60 W a 120 V? Estima cuánta potencia consumirá.

29 PROBLEMA #29 ¿Cuántos kWh de energía usará un tostador una mañana si se usa durante 10 minutos? A un costo de 12 centavos/kWh, cuánto se tendrá que pagar por usarlo durante un mes a razón de 4 veces por semana?

30 PROBLEMA #30 A un costo de $0.110/kWh, cuánto costará dejar prendido el foco de la cochera durante todo el día y toda la noche a lo largo de un año entero?

31 PROBLEMA #31 Un flash ordinario usa 2 baterías de 1.5 V cada una y demanda una corriente de 350 mA cuando se prende. A) Calcula la resistencia del flash y la potencia que es disipada. B) ¿Cuánto deberá incrementarse la potencia si se usan 4 pilas conectadas en serie en el mismo flash? (Ignora los efectos de calentamiento en el filamento) ¿Por qué no debe intentarse esto?

32 PROBLEMA #33 Un transistor usado en un circuito está diseñado para una corriente máxima de 25 mA si opera a 9.0 V. ¿Cuál es la potencia máxima que puede proporcionar el transistor? B) ¿cuál sería la corriente si el voltaje aplicado fuera de solamente 7.0 V?

33 PROBLEMA #34 ¿Cuántos focos de 100 W, conectados a una fuente de 120 V, pueden usarse sin que quemen un fusible de 2.5 A?

34 PROBLEMA #35 ¿Cuál es la eficiencia de un motor de 0.50 HP que demanda una corriente de 4.4 A cuando se conecta a una fuente de 120 V?

35 PROBLEMA #37 Un horno de 2,200 W se enchufa a una fuente de 240 V. a) ¿Cuál es la resistencia del horno? B) ¿Qué tiempo le tomará hervir 100 ml de agua asumiendo una eficiencia del 80%? C) ¿Cuánto costará hacer esto si nos cobran 10 centavos/kWh?

36 PROBLEMA #39 Un calentador de inmersión puede ser usado en un carro para calentar una taza de agua para café. Si el calentador puede calentar 150 ml de agua de 5 oC a 95 oC en 5 minutos, ¿Cuánta corriente demandará de una batería de 12 V y cuál es su resistencia? Asume que el calentador trabaja con una eficiencia de 60%.

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