Corriente Eléctrica Circuitos de CC. Preguntas de Multiopción. Slide 1 / 71. Slide 2 / 71. Slide 4 / 71. Slide 3 / 71. Slide 5 / 71.

Transcripción

1 Slide 1 / 71 Slide 2 / 71 1 La longitud de un alambre de aluminio es cuatro veces mas grande y el radio se duplica. Por cual factor cambia la resistencia? orriente léctrica ircuitos de Preguntas de Multiopción 2 4 1/2 1/4 1 Slide 3 / 71 2 Un alambre de cobre tiene una longitud L y área transversal. Qué pasa con la resistividad del alambre si la longitud se dobla y el área transversal se reduce a la mitad? Slide 4 / 71 3 ual circuito tiene la mayor resistencia entre los terminales? es cuatro veces más grande es dos veces más grande sigue siendo el mismo es la mitad es un cuarto y Slide 5 / 71 4 ual circuitos tienen la misma resistencia entre los terminales? Slide 6 / 71 5 n el circuito a continuación, cuál es el valor de la resistencia neta? 1 Ω y y y y 2 Ω 3 Ω 4 Ω 6 Ω y

2 Slide 7 / 71 6 uál es la corriente en la resistencia de 4-Ω? Slide 8 / 71 7 uál es el voltaje entre los puntos L y M? V 3 V 4 V 3 V 5 V Slide 9 / 71 Slide 10 / 71 8 Una lámpara L1, un voltímetro V, un amperímetro, y una batería con interna resistencia de cero se conectan como se muestra a continuación. La conexión de otra lámpara L2 en serie con la primera lámpara, como se muestra por las líneas de puntos, resulta en el umento en lo que dice el amperímetro isminución en lo que dice el amperímetro umento en lo que dice el voltímetro isminución en lo que dice el voltímetro No resulta en ningún cambio en lo que dicen los medidores 9 n cual circuito debe la batería estar conectada para obtener la mayor disipación de potencia? Slide 11 / ual circuito va a conservar energía almacenada si la batería está conectada a el y después desconectada? Slide 12 / Las cinco resistencias a continuación tienen la longitud y área transversal que se les designa y están hechas de un material con la misma resistividad. ual de ellas tiene la menor resistencia?

3 Slide 13 / 71 Slide 14 / os condensadores están conectado en paralelo como se muestra a continuación. Un voltaje V se aplica. ual es la proporción entre la carga almacenada en 1 a la carga almacenada en 2, si 1 = 3 2? 4/9 2/3 3/1 3/2 9/4 13 l circuito que se muestra es compuesto de una resistencia variable y una batería con resistencia interna insignificante. Un gráfico de la potencia P disipada sobre la resistencia en función de la corriente I suministrada por la batería se da a continuación. uál es la FM de la batería? 5 V 8 V 10 V 20 V 40 V Slide 15 / 71 Slide 16 / La resistencia total equivalente del circuito que se muestra es: 3 Ω 4 Ω 5 Ω 6 Ω 9 Ω 15 Un espiral de calefacción de resistencia R convierte energía eléctrica a energía térmica que se transfiere al liquido en cual la espiral esta sumergida. Si el voltaje a través del espiral es V, la energía térmica transferida al liquido por un tiempo t es: Vrt V 2 Rt VR 2 t VRt 2 V 2 t/r Slide 17 / 71 Slide 18 / n el circuito, dos resistencias idénticas R son conectados en serie con una resistencia 8-Ω y una batería de 12-V. uál es el valor de R si la corriente en el circuito es I = 1? 17 La capacidad equivalente de este circuito es: 1 μf 2 μf 1 Ω 3 μf 2 Ω 4 Ω 12 Ω 4 μf 5 μf 18 Ω

4 Slide 19 / La carga almacenada en el circuito es: Slide 20 / uál es la FM de la batería? 6 μ 12 μ 48 μ 24 μ 36 μ 2 V 4 V 3,6 V 12 V 18 V Slide 21 / uál es la diferencia potencial a través de las terminales y de la batería? Slide 22 / ual potencia se disipa en la resistencia interior de 2-ohm de la batería? 1,2 V 2,4 V 3,6 V 12,2 V 0,06 W 1,2 W 3,2 W 0,08 W 18,4 V 4,8 W Slide 23 / 71 Slide 24 / n los diagramas, las resistencias R 1 y R 2 se muestran en dos diferentes conexiones a la misma fuente de fuerza electromotriz (fem) # que no tiene resistencia interna. omo se compara la potencia disipada por las dos resistencias en estos dos casos? 23 l producto de 3 voltios x 3 amperios x 3 segundos es igual a s mayor para la conexión en serie. s mayor para la conexión en paralelo. s el mismo para ambas conexiones. s diferente para cada conexión, pero uno debe de saber los valores de R 1 y R 2 para saber cual es mayor. s diferente para cada conexión, pero uno debe de saber el valor de ε para saber cual es mayor. onexión en serie onexión en paralelo N 27 J 27 W 27 N

5 Slide 25 / La resistencia eléctrica de la parte del circuito que se muestra entre el punto X y el punto Y es Slide 26 / uando hay una corriente constante en el circuito, la cantidad de carga que pasa por punto por unidad de tiempo es: la misma en todas partes en el circuito 3,4 Ω 2,5 Ω 2,75 Ω 4,5 Ω 5,6 Ω mayor en el punto X que en el punto Y mayor en la resistencia de 2 Ω que en la 5 Ω resistencia la misma en la resistencia de 2 Ω, y en la resistencia de 5 Ω mayor en la resistencia de 3 Ω que en la resistencia de 5 Ω Slide 27 / Una cierta cafetera saca 2,0 de corriente cuando se opera en líneas de hogar de 110V. Si la energía eléctrica cuesta 10 centavos por kilovatio-hora, cuanto cuesta para operar la cafetera durante 5 horas? 2,4 centavos de dólar 4,8 centavos de dólar 8,0 centavos de dólar 9,6 centavos de dólar 11 centavos de dólar Slide 28 / uál es la capacidad neta del circuito? 3 2 3/2 2/3 Slide 29 / uál es la carga neta almacenada en el circuito? Slide 30 / uál es la diferencia potencial entre los puntos X e Y? V 3V / 2 2V / 3 V / 2 V / 3 V 1/3 V 1/2 V 2/3 V 3/2 V

6 Slide 31 / uál es la resistencia neta del circuito? Slide 32 / uál es la corriente en la lámpara L 1? 30 Ω 1 40 Ω 2 50 Ω 3 60Ω 4 80 Ω 5 Slide 33 / ual bombilla o bombillas podría quemarse sin causar que los otros se apaguen? Sólo L 1 Sólo L 2 Sólo L 3 y L 4 Sólo L 4 Sólo L 5 Slide 34 / uatro resistencias y un condensador se conectan a una batería de 18V con una resistencia interna insignificante, como muestra en el diagrama. Inicialmente el condensador está desconectado de la batería - el interruptor está abierto alcula la resistencia neta del circuito. alcula la corriente en la resistencia de 2 Ω. alcula la corriente en la resistencia de 3 Ω. alcula la carga en el condensador. alcula la energía almacenada en el condensador. Slide 35 / 71 Slide 36 / Un estudiante de física tiene una misión para hacer un sistema de calefacción eléctrica con el conjunto de materiales a continuación: spiral de alefaccióna atería mperímetro Voltímetro alambre de conexión Respuesta libre Interruptor a. n el espacio por encima dibuja un diagrama que muestra todos los elementos conectados en un circuito eléctrico que puede dar la máxima rapidez para producir calor. Utiliza los dos instrumentos de medidas en el circuito, ellos ayudarán a medir la rapidez en que se produce el calor. La batería tiene una FM de 12 V y una resistencia interna de 0,5Ω y cada una espiral tiene una resistencia de 17,3Ω. b. uando el interruptor está cerrado, cuál es la corriente a través de la batería? c. uál es el voltaje terminal de la batería? d. uál es la rapidez de la energía suministrada por el sistema de calefacción? e. Si el interruptor está cerrado durante 5 minutos, cual es la energía total disipada en las bobinas?

7 Slide 37 / Un estudiante de física tiene una misión para hacer un sistema de calefacción eléctrica con el conjunto de materiales a continuación: spiral de alefaccióna atería mperímetro Voltímetro alambre de conexión Interruptor a. n el espacio por encima dibuja un diagrama que muestra todos los elementos conectados en un circuito eléctrico que puede dar la máxima rapidez para producir calor. Utiliza los dos instrumentos de medidas en el circuito, ellos ayudarán a medir la rapidez en que se produce el calor. Slide 38 / Un estudiante de física tiene una misión para hacer un sistema de calefacción eléctrica con el conjunto de materiales a continuación: La batería tiene una FM de 12 V y una resistencia interna de 0,5Ω y cada una espiral tiene una resistencia de 17,3Ω. b. uando el interruptor está cerrado, cuál es la corriente a través de la batería? n primer lugar encuentra la resistencia equivalente: 1/R bobina = 1/17,3# + 1/17,3# R bobina = 8,65# R eq = R + r R eq = 8,65# + 0,5# R eq = 9,15# continuación, encuentra la corriente: I = V/R I = 12V/9,15# = 1,3 Slide 39 / Un estudiante de física tiene una misión para hacer un sistema de calefacción eléctrica con el conjunto de materiales a continuación: La batería tiene una FM de 12 V y una resistencia interna de 0,5Ω y cada una espiral tiene una resistencia de 17,3Ω. c. uál es el voltaje terminal de la batería? V T= - Ir V T= 12 V - (1,3 ) (0,5 # ) V T = 11,35 V Slide 40 / Un estudiante de física tiene una misión para hacer un sistema de calefacción eléctrica con el conjunto de materiales a continuación: La batería tiene una FM de 12 V y una resistencia interna de 0,5Ω y cada una espiral tiene una resistencia de 17,3Ω. d. uál es la rapidez de la energía suministrada por el sistema de calefacción? P 1 = V 1 2 / R 1 P 1 = (11,35 V) 2 /(8,65# ) P 1 = 14,9 W Slide 41 / Un estudiante de física tiene una misión para hacer un sistema de calefacción eléctrica con el conjunto de materiales a continuación: La batería tiene una FM de 12 V y una resistencia interna de 0,5Ω y cada una espiral tiene una resistencia de 17,3Ω. e. Si el interruptor está cerrado durante 5 minutos, cual es la energía total disipada en las bobinas? W = Pt W = (14,9 W) (300 s) W = 4470 J Slide 42 / Un motor eléctrico en un coche de juguete puede funcionar si esta conectado a una batería de V-6 y tiene una corriente de 0,5. Un estudiante de física quiere hacer correr el juguete de coche pero por desgracia solo pudo encontrar una batería de 12 V en el laboratorio de física. l estudiante también encuentra una caja con cinco resistencias de 6 Ω. a. ado los materiales, diseña un circuito eléctrico en cual el motor eléctrico funcionará correctamente. i. ibuja el circuito incluyendo todos los elementos. ii. xplica tu razonamiento en el diseño de este circuito en particular. b. alcula la resistencia neta del circuito. c. alcula la potencia disipada en el circuito.

8 Slide 43 / Un motor eléctrico en un coche de juguete puede funcionar si esta conectado a una batería de V-6 y tiene una corriente de 0,5. Un estudiante de física quiere hacer correr el juguete de coche pero por desgracia solo pudo encontrar una batería de 12 V en el laboratorio de física. l estudiante también encuentra una caja con cinco resistencias de 6 Ω. a. ado los materiales, diseña un circuito eléctrico en cual el motor eléctrico funcionará correctamente. i. ibuja un circuito que incluye todos los elementos. Slide 44 / Un motor eléctrico en un coche de juguete puede funcionar si esta conectado a una batería de V-6 y tiene una corriente de 0,5. Un estudiante de física quiere hacer correr el juguete de coche pero por desgracia solo pudo encontrar una batería de 12 V en el laboratorio de física. l estudiante también encuentra una caja con cinco resistencias de 6 Ω. b. alcula la resistencia neta del circuito. R eq = 6 # + 3# + 3# + 12 # = 24# ii. xplica tu razonamiento en el diseño de este circuito en particular. motor R motor = 6V/0,5 = 12# R eq = 12V/0,5 = 24 # 6# + 3# + 3# + 12 # = 24# 12V Slide 45 / Un motor eléctrico en un coche de juguete puede funcionar si esta conectado a una batería de V-6 y tiene una corriente de 0,5. Un estudiante de física quiere hacer correr el juguete de coche pero por desgracia solo pudo encontrar una batería de 12 V en el laboratorio de física. l estudiante también encuentra una caja con cinco resistencias de 6 Ω. c. alcula la potencia disipada en el circuito. P = IV = (0,5) (12 V) = 6 W P = (0,5) (12 V) = 6 W P = 6 W Slide 46 / 71 diagrama. ada bombilla de luz puede desarrollar una potencia máxima de 75W cuando se conecta a una fuente de 120 V. l circuito de las tres bombillas de luz se conecta a una fuente de 120 V. a. uál es la resistencia del circuito? b. uál es la potencia disipada por el circuito? c. ómo se compara esta potencia a la potencia cuando todas las bombillas estén conectadas en paralelo? d. uál es la corriente en la bombilla L 1? e. uál es el voltaje a través de la bombilla L 1? f. uál es el voltaje a través de la bombilla L 2? Slide 47 / 71 diagrama. ada bombilla de luz puede desarrollar una potencia máxima de 75W cuando se conecta a una fuente de 120 V. l circuito de las tres bombillas de luz se conecta a una fuente de 120 V. a. uál es la resistencia del circuito? P = V 2 /R R = V 2 /P R = (120V) 2 / (75W) R = 192 # por cada bombilla de luz Slide 48 / 71 diagrama. ada bombilla de luz puede desarrollar una potencia máxima de 75W cuando se conecta a una fuente de 120 V. l circuito de las tres bombillas de luz se conecta a una fuente de 120 V. b. uál es la potencia disipada por el circuito? P = V 2 / R P = (120) 2 /288# P = 50W R eq 2 y 3 = 96# R circuito = 192# + 96# = 288#

9 Slide 49 / 71 diagrama. ada bombilla de luz puede desarrollar una potencia máxima de 75W cuando se conecta a una fuente de 120 V. l circuito de las tres bombillas de luz se conecta a una fuente de 120 V. c. ómo se compara esta potencia a la potencia cuando todas las bombillas estén conectadas en paralelo? sta potencia es menor. La potencia de las bombillas conectadas en serie es la siguiente: Slide 50 / 71 diagrama. ada bombilla de luz puede desarrollar una potencia máxima de 75W cuando se conecta a una fuente de 120 V. l circuito de las tres bombillas de luz se conecta a una fuente de 120 V. d. uál es la corriente en la bombilla L 1? I 1 = V 1/ R 1 I 1= 120V/288 # = 0,42 P = 3 (75W) P = 225 W Slide 51 / 71 diagrama. ada bombilla de luz puede desarrollar una potencia máxima de 75W cuando se conecta a una fuente de 120 V. l circuito de las tres bombillas de luz se conecta a una fuente de 120 V. Slide 52 / 71 diagrama. ada bombilla de luz puede desarrollar una potencia máxima de 75W cuando se conecta a una fuente de 120 V. l circuito de las tres bombillas de luz se conecta a una fuente de 120 V. e. uál es el voltaje a través de la bombilla L 1? V = IR V = (0,42) (192 # ) V = 80V f. uál es el voltaje a través de la bombilla L 2? V = IR V = (0,42) (96 # ) V = 40V Slide 53 / 71 Slide 54 / uatro resistencias están conectadas en un circuito. l circuito está conectado a una batería con FM de ε y resistencia interna insignificante. La corriente a través de la resistencia de 9,6 Ω es 0,25. a. uál es la resistencia neta del circuito? b. uál es la caída del voltaje en la resistencia 6 Ω? c. uál es la corriente en la resistencia 4 Ω? d. uál es la FM de la batería? e. uál es la disipación de la potencia neta? 4. uatro resistencias están conectadas en un circuito. l circuito está conectado a una batería con FM de ε y resistencia interna insignificante. La corriente a través de la resistencia de 9,6 Ω es 0,25. a. uál es la resistencia neta del circuito? La Sección entral: 1/6 # + 1/4# = 5/12# R eq = 2,4 # ircuito completo: R eq = 9,6# + 2,4# + 12# R eq = 24#

10 Slide 55 / 71 Slide 56 / uatro resistencias están conectadas en un circuito. l circuito está conectado a una batería con FM de ε y resistencia interna insignificante. La corriente a través de la resistencia de 9,6 Ω es 0,25. b. uál es la caída del voltaje en la resistencia 6 Ω? V = IR V = (0,25) (2,4 # ) = 0,6V (2,4# es la resistencia equivalente de la sección central.) 4. uatro resistencias están conectadas en un circuito. l circuito está conectado a una batería con FM de ε y resistencia interna insignificante. La corriente a través de la resistencia de 9,6 Ω es 0,25. c. uál es la corriente en la resistencia 4 Ω? I = V / R I = (0,6V) / (4# ) I = 0,15 Slide 57 / 71 Slide 58 / uatro resistencias están conectadas en un circuito. l circuito está conectado a una batería con FM de ε y resistencia interna insignificante. La corriente a través de la resistencia de 9,6 Ω es 0,25. d. uál es la FM de la batería? V = IR V = (0,25) (24 # ) V = 6V 4. uatro resistencias están conectadas en un circuito. l circuito está conectado a una batería con FM de ε y resistencia interna insignificante. La corriente a través de la resistencia de 9,6 Ω es 0,25. e. uál es la disipación de la potencia neta? P = IV P = (0,25) (6V) P = 1,5 W 5. inco resistencias están conectadas a una batería con una FM de 12 V y una resistencia interna de 1 Ω. a. alcula la resistencia externa del circuito. b. alcula la corriente en la batería. c. alcula el voltaje terminal de la batería. Slide 59 / 71 d. alcula la potencia disipada en la resistencia de 3 Ω. e. alcula la potencia disipada en la resistencia interna. 5. inco resistencias están conectadas a una batería con una FM de 12 V y una resistencia interna de 1 Ω. a. alcula la resistencia externa del circuito. Parte superior: 2 # + 4# = 6# Media: 1/3 # + 1/6# = 3/6# R eq = 2# ircuito completo: Slide 60 / 71 R eq= 4# + 2# + 2# = 8#

11 5. inco resistencias están conectadas a una batería con una FM de 12 V y una resistencia interna de 1 Ω. b. alcula la corriente en la batería. Slide 61 / inco resistencias están conectadas a una batería con una FM de 12 V y una resistencia interna de 1 Ω. c. alcula el voltaje terminal de la batería. Slide 62 / 71 I = V / R I = (12V) / (8 # +1# ) I = 1,3 V T= - Ir V T= 12 V - (1,3) (1 # ) V T = 11,7 V 5. inco resistencias están conectadas a una batería con una FM de 12 V y una resistencia interna de 1 Ω. d. alcula la potencia disipada en la resistencia de 3 Ω. Slide 63 / inco resistencias están conectadas a una batería con una FM de 12 V y una resistencia interna de 1 Ω. e. alcula la potencia disipada en la resistencia interna. Slide 64 / 71 ncuentra la diferencia potencial entre las dos resistencias de lado: V 1 = (1,3)(2# ) = 5,2V V 4 = (1,3)(4# ) = 2,6V ncuentra la diferencia de potencial a través de la resistencia de 3# : V 3 = 11,7V - 5,2V - 2,6V = 3,9V P = I 2 R P = (1,3 ) 2 (1# ) P = 1,7W ncuentra la disipación de potencia en la resistencia de 3# : P = V 2 /R = (3,9V) 2 /(3# ) = 5,1W Slide 65 / 71 Slide 66 / uatro resistencias y un condensador están conectados a una batería de 18V con resistencia interna insignificante, como se muestra en el diagrama. Inicialmente el condensador está desconectado de la batería - el interruptor está abierto. a. alcula la resistencia neta del circuito. b. alcula la corriente en la resistencia de 2 Ω. c. alcula la corriente en la resistencia de 3 Ω. l Interruptor se cierra y la corriente alcanza un valor constante. d. alcula la carga en el condensador. e. alcula la energía almacenada en el condensador. 6. uatro resistencias y un condensador están conectados a una batería de 18V con resistencia interna insignificante, como se muestra en el diagrama. Inicialmente el condensador está desconectado de la batería - el interruptor está abierto. a. alcula la resistencia neta del circuito. alcula R eq de las resistencias de 9 # y 3 # : 9 # + 3# = 12# alcula R eq de la rama anterior y de la resistencia de 6# : 1/12# + 1/6# = 3/12# R eq = 4# alcula la resistencia neta del circuito: 4# + 2# = 6#

12 Slide 67 / 71 Slide 68 / uatro resistencias y un condensador están conectados a una batería de 18V con resistencia interna insignificante, como se muestra en el diagrama. Inicialmente el condensador está desconectado de la batería - el interruptor está abierto. b. alcula la corriente en la resistencia de 2 Ω. La corriente en la resistencia de 2# es la misma que la corriente en la batería. I = V/R I = (18V) / (6# ) I = 3 6. uatro resistencias y un condensador están conectados a una batería de 18V con resistencia interna insignificante, como se muestra en el diagrama. Inicialmente el condensador está desconectado de la batería - el interruptor está abierto. c. alcula la corriente en la resistencia de 3 Ω. alcula la diferencia de potencial a través de la resistencia de 2# : V = (3) (2# ) = 6V alcula la diferencia de potencial a través de las resistencias de 9# y 3# : 18V - 6V = 12V alcula la corriente a través de las resistencias de 9# y 3# : I = V/R = (12 V) / (12 # ) = 1 Slide 69 / 71 Slide 70 / uatro resistencias y un condensador están conectados a una batería de 18V con resistencia interna insignificante, como se muestra en el diagrama. Inicialmente el condensador está desconectado de la batería - el interruptor está abierto. Interruptor se cierra y el valor actual alcanza constante. d. alcula la carga en el condensador. alcula la diferencia de potencial a través de la resistencia de 9 # ya que es igual a la diferencia de potencial a través del condensador: V = IR = (1) (9 # ) = 9V etermina la carga en el condensador: Q = V = (2µF) (9V) = 18µ 6. uatro resistencias y un condensador están conectados a una batería de 18V con resistencia interna insignificante, como se muestra en el diagrama. Inicialmente el condensador está desconectado de la batería - el interruptor está abierto. Interruptor se cierra y la corriente alcanza un valor constante. e. alcula la energía almacenada en el condensador. U c= ½ V 2 U c= ½ (2µF)(9V) 2 U c = 81µJ Slide 71 / 71