SOLUCIONARIO GUÍAS ELECTIVO

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Juan Luis Ortiz Gil
hace 7 años
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1 SOLUCIONIO GUÍS ELECTIO Electricidad II: circuitos eléctricos SGUICEL00FS11-161

2 Solucionario guía Electricidad II: circuitos eléctricos Ítem lternativa Habilidad 1 C econocimiento B plicación 3 C plicación 4 D SE 5 C plicación 6 plicación 7 D plicación 8 plicación 9 E plicación 10 D plicación 11 E Comprensión 1 E plicación 13 D Comprensión 14 B plicación 15 B plicación 16 C plicación 17 E Comprensión 18 D SE 19 D SE 0 plicación

3 Ítem lternativa Defensa 1 C Debido a la forma en que generan la corriente, las pilas y baterías entregan corriente continua, mientras que los alternadores son generadores eléctricos que producen corriente alterna. I B La intensidad de corriente se calcula como la carga total que circula por la sección transversal del conductor, por unidad de tiempo. Luego t 10[ s] n q e e i? , q i t total n q 0 i 3,[ ] 3, 10 [ ] e t e , [ s] 19 3 C 4 D Sabemos que ρ L Si la longitud y el área aumentan al doble, la resistencia será * ρl ρl Por lo tanto, la resistencia eléctrica del conductor permanece igual. En una conexión en paralelo, al agregar resistencias al circuito (siempre en paralelo), disminuirá la resistencia uivalente y, por ley de Ohm, aumentará la corriente total. El voltaje entregado por la fuente se mantendrá constante. I

4 5 C l conectar varias fuentes, una tras otra y con los mismos sentidos de polaridad, el voltaje total del circuito será la suma de los voltajes entregados por cada fuente. Por lo tanto, en el ejercicio, la resistencia del circuito será 1, i 3 i 3 Por otra parte, sabemos que la resistencia de un circuito es constante; en este caso [ ]. l duplicar el número de pilas conectadas se duplicará el voltaje entregado al circuito y, por lo tanto, la intensidad de la corriente será 1, i i 6. Es decir, la intensidad de la corriente se duplica. dicionalmente, como en el cuerpo del ejercicio se menciona que se desprecia la resistencia interna de las pilas, al variar la cantidad de pilas no se modifica la resistencia del circuito. I 6 7 D Las resistencias del circuito se encuentran en paralelo, por lo que la resistencia uivalente ( ) será Las resistencias de la rama superior del circuito están conectadas en serie, pero ambas están en paralelo con la resistencia de la rama inferior. Por lo tanto, la resistencia total del circuito, o resistencia uivalente, será

5 (0 ) (0 ) plicando la ley de Ohm total 48 total i itotal 50 total Este ítem evalúa la habilidad de procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos, y corresponde a una Habilidad de Pensamiento Científico. Para responder correctamente este ítem, el postulante debe aplicar la expresión entregada para el cálculo de la resistencia del nuevo conductor. Si originalmente el conductor tenía longitud L, área de sección transversal, resistividad ρ y su resistencia era = 150 [Ω], entonces L 150 De la figura se puede apreciar que el nuevo conductor 1 tiene de la longitud original, pero el área de su 10 sección transversal es 10 veces mayor. La resistividad sigue siendo ρ pues es el mismo material. Entonces, la resistencia del nuevo conductor será L * 10 1 L , E La corriente que sale desde la fuente, o que llega a ella, es la corriente total del circuito. Por lo tanto, la intensidad 1 la podemos calcular como total 60 i1 itotal 10 6

6 Las resistencias y 3 están en serie, y suman [Ω]. Como 3 = 4, la corriente que sale de la fuente se dividirá en partes iguales al llegar a 4, es decir, las corrientes i 4 e i 3 serán de 5 [] cada una. Como ya vimos, i 1 = 10 [] e i 3 = i = 5 [], entonces i 1 = i. Por lo tanto I II 10 D Por ley de Ohm: i 1 i i 3 i I 11 E Como las resistencias (focos) están en serie, el voltaje total entregado por la batería será igual a la suma de las caídas de tensión en cada una de ellas. Por lo tanto 8[ ] 4[ ] 1 total B CD 1 E Para calcular el valor de la resistencia aplicamos la ley de Ohm a cualquier par de datos, ya que la resistencia del circuito posee un valor constante. Por ejemplo, tomando el primer par de datos tendremos i 0, i 0, Si tomáramos el segundo par de datos, obtendríamos i 0,4 i 0,4

7 El mismo valor. 13 D Los focos se mantendrán encendidos mientras la corriente tenga un camino ininterrumpido para transitar desde y hacia la fuente de alimentación. l abrir el interruptor P, el camino entre L 1 y la fuente se corta, por lo que este foco se apagará. Las conexiones de L y L 3 con la fuente no se interrumpen, por lo que siguen encendidas. l abrir el interruptor Q, se interrumpe el camino de la corriente solo para L, la que se apaga, circulando corriente por L 1 y L 3, que permanecen encendidas. l abrir el interruptor se interrumpe el camino de la corriente para todos los focos, por lo que los tres se apagan. I 14 B 15 B 16 C Por ley de Ohm: 10 10[ ] i 1, [ ] Como las resistencias están en paralelo, la resistencia uivalente ( ) del circuito será Como vimos en la pregunta 14, por una sola lámpara conectada al circuito circulará una corriente de 1 []. Como i, y siendo el voltaje que recibirá cada lámpara el mismo (10, circuito en paralelo), y la resistencia de cada lámpara también la misma (10 Ω), por cada lámpara que vayamos conectando en paralelo al circuito circulará también 1 []. Luego, si el fusible de la casa resiste hasta 30 [], podremos encender simultáneamente un máximo de 30 lámparas, sin que el

8 fusible se queme. 17 E L Como sabemos: Un alambre será mejor conductor mientras su resistencia sea más pueña, es decir, será mejor conductor mientras su resistividad y/o su longitud sean menores, y/o mientras su área de sección transversal sea mayor. II) Falso II 18 D Una de las características principales de un circuito en serie es que la intensidad de corriente es la misma para cada consumo. Si, además, las tres resistencias son iguales, al aplicar la ley de Ohm ( i ), el voltaje o diferencia de potencial en cada resistencia será también el mismo. Es decir, las intensidades en cada resistencia, así como las diferencias de potencial en cada una de ellas serán iguales. En un circuito en paralelo, el voltaje en cada consumo es el mismo, e igual al voltaje entregado por la fuente. Si las resistencias son iguales, al aplicar la ley de Ohm ( i ), la intensidad de corriente que circula por cada resistencia será también la misma. sí, las intensidades en cada resistencia y las diferencias de potencial en cada una de ellas serán iguales. Si la conexión es mixta y las resistencias son iguales, la corriente que circulará por cada consumo y los voltajes en cada uno de ellos no serán necesariamente los mismos. I 19 D Para determinar la resistencia total de una conexión en serie, basta con sumar las resistencias del circuito; por lo tanto, al aumentar el número de resistencias conectadas (siempre en serie) aumentará también el valor de la

9 resistencia uivalente. Por otro lado, al aplicar la ley de Ohm ( i ) podemos ver que, al aumentar la resistencia total del circuito, disminuirá la intensidad de la corriente. 0 Sabemos que la resistencia eléctrica de un alambre de ρ L sección circular es. Por otra parte, sabemos que el área de una sección circular es r, en donde r es el radio del círculo. Luego, la resistencia la podemos expresar como ρ L. r Si ahora el conductor posee igual longitud (L) y forma, pero con el doble del diámetro (esto implica el doble del radio, es decir, r ), tendremos que su resistencia será * ρ L ρ L 1 ρ L * π ( r) 4π r 4 π r 4

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