LAS CARGAS ELÉCTRICAS. su movimiento produce. corriente eléctrica. que circula por. circuitos eléctricos. ejemplos. resistencia

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1 L ELECTRICIDD PROGRMCIÓN DE UL MP DE CONTENIDOS LS CRGS ELÉCTRICS su movimiento produce corriente eléctrica PROGRMCIÓN DE UL Y CTIVIDDES que circula por circuitos eléctricos cuyas resistencias pueden agruparse en montajes cuyo funcionamiento se explica usando en serie en paralelo mixtos magnitudes eléctricas ley de Ohm ejemplos que dice intensidad diferencia de potencial resistencia energía eléctrica potencia eléctrica V = I R se expresa en amperios usando se expresa en voltios usando se expresa en ohmios usando se expresa en julios se expresa en vatios amperímetro voltímetro óhmetro se conecta en se conecta en serie paralelo CONSIDERCIONES TENER EN CUENT. El tratamiento de la corriente eléctrica desde un punto de vista microscópico (la corriente está formada por un flujo continuo de electrones) puede llevarse a cabo desde el momento en que los alumnos conocen la teoría atómica de la materia. demás, una vez conocido por los alumnos el hecho de que las partículas en movimiento llevan energía, será algo más fácil interpretar los fenómenos energéticos en los circuitos eléctricos. Y también ayudará a los alumnos a comprender cómo las cargas eléctricas que circulan por un circuito pueden ceder energía en los receptores.. Conocer cómo es la electricidad en casa, y entender el recibo de la luz son contenidos fundamentales para la educación básica ciudadana. FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L. 9

2 La electricidad PRESENTCIÓN. En primer lugar, y para entender el estudio de la electricidad, es necesario conocer la estructura última de la materia que ya hemos estudiado en la unidad 4. demás, hay que recurrir al estudio de los materiales para diferenciar los que son buenos conductores de aquellos que no lo son.. Por otra parte, es necesario identificar las transformaciones energéticas que se producen en un circuito eléctrico. OBJETIVOS Diferenciar entre materiales conductores y materiales aislantes. Saber qué elementos forman un circuito eléctrico sencillo. Saber qué es la intensidad de corriente, la tensión y la resistencia eléctrica. Saber realizar cálculos en circuitos eléctricos aplicando la ley de Ohm. prender a conectar varias resistencias y/o pilas en serie, en paralelo y de forma mixta. Conocer los factores que influyen en la resistencia eléctrica de un material. Conocer y saber colocar correctamente un amperímetro y un voltímetro en un circuito. Conocer las magnitudes de las que depende el consumo energético en un aparato eléctrico. CONTENIDOS CONCEPTOS Carga eléctrica. lmacenamiento. Conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Circuitos eléctricos. Intensidad, tensión y resistencia eléctrica. Relación entre ellas. Ley de Ohm. Cálculos en circuitos eléctricos. grupaciones de resistencias en un circuito. grupaciones de pilas en un circuito. plicaciones de la corriente eléctrica. Efectos de la corriente. La electricidad en casa. PROCEDIMIENTOS, DESTREZS Y HBILIDDES Resolver problemas numéricos en los que aparezcan las distintas magnitudes tratadas en la unidad, como son intensidad de corriente, tensión, resistencia Construir y montar distintos circuitos eléctricos. CTITUDES Valorar la importancia que ha tenido la electricidad en el desarrollo industrial y tecnológico de nuestra sociedad. Fomentar hábitos destinados al ahorro de energía eléctrica. 0 FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

3 EDUCCIÓN EN VLORES PROGRMCIÓN DE UL. Educación para el consumidor. Esta unidad es apropiada para afianzar en los alumnos el concepto de ahorro energético en relación con el uso de los distintos aparatos eléctricos. Se puede analizar qué aparatos tienen un mayor consumo y cómo podemos reducirlo nosotros. Es interesante detenerse en el estudio de una unidad clave de energía: el kilovatio hora (kwh).. Educación para la salud. Siempre que se trabaja con circuitos eléctricos conviene recordar a los alumnos las precauciones que deben tener en cuenta. En el caso de circuitos de laboratorio montados con pilas, estas medidas pueden parecer poco necesarias, pero si se siguen las normas básicas con estos circuitos habremos dado un paso hacia adelante, y seguramente se respetarán más las normas cuando se trabaje con circuitos potencialmente más peligrosos. 8 PROGRMCIÓN DE UL Y CTIVIDDES Competencia en comunicación lingüística través de textos con actividades de explotación, en la sección Rincón de la lectura se trabajan de forma explícita los contenidos relacionados con la adquisición de la competencia lectora. Competencia matemática En esta unidad, el apoyo matemático es imprescindible. Fracciones, ecuaciones y cálculos son necesarios para resolver los problemas numéricos de cálculos de resistencias equivalentes, potencia, consumo energético, etc. Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico El conocimiento de los fundamentos básicos de electricidad y de las aplicaciones derivadas de esta hace que esta unidad contribuya de forma importante a la consecución de las habilidades necesarias para interactuar con el mundo físico, posibilitando la comprensión de sucesos de manera que el alumno se pueda desenvolver de forma óptima en las aplicaciones de la electricidad. COMPETENCIS QUE SE TRBJN Tratamiento de la información y competencia digital En la sección Rincón de la lectura se proponen algunas páginas web interesantes que refuerzan los contenidos trabajados en la unidad. Competencia social y ciudadana Saber cómo se genera la electricidad y las aplicaciones de esta hace que el alumno se forme en habilidades propias de la vida cotidiana como: conexión de bombillas, conocimiento de los peligros de la manipulación y cálculo del consumo. Esto último desarrolla una actitud responsable sobre el consumo de electricidad. demás, se incide en lo cara que es la energía que proporcionan las pilas, así como la necesidad de utilizar siempre energías renovables. Competencia para aprender a aprender lo largo de toda la unidad se trabajan las destrezas necesarias para que el aprendizaje sea lo más autónomo posible. Las actividades están diseñadas para ejercitar habilidades como: analizar, adquirir, procesar, evaluar, sintetizar y organizar los conocimientos nuevos. CRITERIOS DE EVLUCIÓN. Saber diferenciar conductores y aislantes.. Explicar qué es la intensidad de corriente, la tensión y la corriente eléctrica.. Resolver problemas numéricos que relacionen las distintas magnitudes tratadas en la unidad (intensidad, tensión, resistencia eléctrica). 4. Construir circuitos eléctricos con varias resistencias. 5. Calcular el consumo de cualquier aparato eléctrico a partir de su potencia y el tiempo que ha estado funcionando. 6. Explicar cuáles son los elementos principales que forman la instalación eléctrica típica de una vivienda, así como las normas básicas de comportamiento que debemos seguir al manipular aparatos eléctricos. 7. nalizar un recibo de la compañía eléctrica, diferenciando los costes derivados del consumo de energía eléctrica de aquellos que corresponden a la potencia contratada, alquiler de equipos de medida, etc. FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

4 FICH L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE REFUERZO. La resistividad de la plata es más baja que la del cobre y esta menor aún que la del hierro. De esto podemos deducir: a) Es más barato elaborar hilos conductores de cobre que hilos de plata. b) Los hilos de cobre siempre presentarán más resistencia que los hilos de plata, si tienen la misma longitud. c) Los hilos de cobre siempre presentarán menos resistencia que los hilos de hierro, si tienen la misma longitud. d) Los hilos de plata siempre presentarán menos resistencia que los hilos de hierro, si tienen la misma longitud.. Explica cómo varía la intensidad de corriente que circula por un hilo metálico conectado a los bornes de una pila cuando: a) La longitud del hilo se reduce a la mitad. b) La longitud del hilo se duplica. c) El diámetro del hilo se reduce a la mitad. d) El diámetro del hilo se duplica.. En un circuito aparecen conectados en serie varios elementos: una pila de 9 V, un interruptor, una lámpara de0 Ω y un amperímetro. a) Haz un esquema del circuito. b) Calcula la intensidad que circula por el circuito. c) Cómo varía la lectura del amperímetro cuando colocamos otra lámpara idéntica a la primera y en serie con esta? 4. Se han realizado medidas con un amperímetro en un circuito en el que se ha ido variando el voltaje proporcionado por el generador obteniéndose: Voltaje (V),5 Intensidad (m) a) Representa los datos en una gráfica. Se cumple la ley de Ohm? b) Cuál será la resistencia del circuito? 80,0 58 4,5 4 6,0 7,5 9, Una bombilla utiliza 000 J de energía eléctrica para producir 00 J de energía luminosa. Justifica cuál es la afirmación correcta: a) El rendimiento es del 50 %, y el resto de la energía se ha degradado. b) El rendimiento es del 0 %, y parte de la energía se transforma en calor. c) El rendimiento es del %, y parte de la energía se transforma en calor. 6. diario utilizamos aparatos que transforman energía eléctrica en otros tipos de energía. Indica las transformaciones que se producen en estos: a) Bombilla b) Batidora c) Plancha d) Televisor 7. Sabiendo que la carga de un electrón es de,6 0 9 C, a cuántos electrones equivale la carga de 4 µc? 8. Por un conductor circula una corriente de 0,. Cuánto tiempo tiene que transcurrir para que la carga que lo ha atravesado sea de C? 9. En el circuito de la figura, indica cuál es el voltímetro y cuál es el amperímetro. Qué magnitud mide cada uno de estos aparatos? 0. En una bombilla de bajo consumo aparece: 5 W-0 V. En una normal aparece: 40 W-0 V. Compara su consumo en 50 horas de funcionamiento. Si el precio de la energía eléctrica es de 0,08 /kwh, cuánto dinero se ahorra?. Un tostador tiene una potencia de funcionamiento de 00 W. Para tostar dos rebanadas de pan está encendido durante dos minutos. a) Calcula la energía consumida por el tostador en ese tiempo. Exprésala en kwh y en julios. b) Si el precio de la energía eléctrica es de 0,08 /kwh, calcula el coste mensual del tostador si cuatro personas toman dos tostadas al día cada una. FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

5 FICH L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE REFUERZO (soluciones). a) Falso. No se dice nada sobre el precio. b) Falso. Dependerá del grosor de los hilos. c) Falso. Dependerá del grosor de los hilos. d) Falso. Dependerá del grosor de los hilos.. a) Como la resistencia se reduce a la mitad, la intensidad de corriente se duplicará. b) Como la resistencia se duplica, la intensidad de corriente se reducirá a la mitad. c) Como la resistencia se multiplica por cuatro, la intensidad de corriente se reducirá a la cuarta parte. d) Como la resistencia se divide por cuatro, la intensidad de corriente se hará cuatro veces mayor. 6. a) Bombilla: energía eléctrica en luminosa. b) Batidora: energía eléctrica en mecánica. c) Plancha: energía eléctrica en calorífica. d) Televisor: energía eléctrica en luminosa. 7. En este caso: n = 4 µc 0 6,6 0 9 C µc C e =,5 0 electrones 8. Despejamos el tiempo de la siguiente expresión: q q C I = t = = = 0 s t I 0, PROGRMCIÓN DE UL Y CTIVIDDES. a) 9. y son amperímetros, que miden la intensidad de corriente y se colocan en serie; es un voltímetro, que mide la diferencia de potencial y se coloca en paralelo. 4. b) plicamos la ley de Ohm: V 9 V = I R I = = = 0,9 R 0 c) Como la resistencia total aumenta, la intensidad disminuye. En este caso, como la resistencia se duplica, la intensidad se reducirá a 0,45. V (V) I (m) a) Sí, se cumple la ley de Ohm. b) plicando la ley de Ohm: V 6 R = R = = 8,75 Ω I 0,0 5. La respuesta correcta es la b), porque: Energía obtenida 00 R = 00 = 00 = 0 % Energía consumida Para la bombilla de bajo consumo: E = P t = 5 W kw 50 h =,5 kwh 0 W Para la bombilla normal: E = 40 W kw 50 h = 6 kwh 0 W El ahorro conseguido es: horro = (6,5) kwh 0,08 /kwh = 0,. a) La energía consumida será: 60 s E = P t = 00 W min = min = J kw h E = 00 W min = 0 W 60 min = 0,04 kwh b) Si el tostador funciona minutos al día durante 0 días, el consumo será: E = 0,04 kwh 0 =, kwh Y el precio será:, kwh 0,08 /kwh = 0,84 FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

6 FICH L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE REFUERZO. Observa el siguiente montaje:. Indica el sentido de la corriente en cada uno de los circuitos y señala las bombillas que lucirán y las que no. a) Vamos colocando diferentes materiales entre las placas metálicas para cerrar el circuito, en qué casos se encenderá la bombilla? Clavo Material Lápiz de madera Papel de aluminio Goma del pelo Se encenderá la bombilla No se encenderá la bombilla B 4 b) continuación completa las siguientes frases: El y el cierran el porque son materiales. Por tanto, la bombilla se. El y el no el circuito porque son materiales. Por tanto, la bombilla. C. En cuál de los siguientes circuitos aparece correctamente representado el sentido de la corriente eléctrica? D B 4. Cuál es el valor de la resistencia en el siguiente circuito? C D 0 V 5 4 FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

7 FICH L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE REFUERZO (soluciones). a) La tabla queda: Clavo Material Lápiz de madera Papel de aluminio Goma del pelo Se encenderá la bombilla No se encenderá la bombilla D Lucirá la única bombilla. 4. En este caso basta con aplicar la ley de Ohm. PROGRMCIÓN DE UL Y CTIVIDDES b) El clavo y el papel de aluminio cierran el circuito porque son materiales conductores. Por tanto, la bombilla se enciende. El lápiz de madera y la goma para el pelo no cierran el circuito porque son materiales aislantes. Por tanto, la bombilla no se encenderá.. En el B. Los electrones salen del polo negativo de la pila y vuelven a ella por el polo positivo.. (El sentido representado es el convencional, no el real.) V = I R R = V 0 V = = Ω I 5 0 V 5 Ω Lucirán todas las bombillas. B 4 No lucirá ninguna bombilla. C Lucirán las bombillas y. FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L. 5

8 FICH L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE REFUERZO. Observa los circuitos y determina, para cada uno de ellos, cuáles son voltímetros y cuáles son amperímetros. Indícalo con la letra o V, según corresponda. B. En una bombilla de bajo consumo aparece marcado 5 W-0 V. En una bombilla normal, 40 W-0 V. a) Qué dato nos proporciona información del consumo? b) Qué cantidad de energía consume la bombilla de bajo consumo en 50 h de funcionamiento? Expresa el resultado en kwh. c) Qué cantidad de energía consume la bombilla normal en el mismo tiempo? d) Si el precio de la energía eléctrica es de 0,08 /kwh, cuál es el ahorro que supone utilizar bombillas de bajo consumo? 4. En la última columna, calcula el gasto de cada uno de los aparatos en media hora de funcionamiento. C D parato Potencia (W) Televisor 00 Lavadora 00 Refrigerador 400 Horno microondas 800 Secador de pelo bombillas 40 cada una Plancha 000 Gasto energético (media hora). En el siguiente circuito, calcula: R = 4 Ω a) Investiga el consumo de algunos de los electrodomésticos que utilizas en tu casa y completa una tabla parecida a la anterior. b) En qué estancia de la vivienda se encuentran los aparatos que consumen más energía eléctrica? 5. Observa los circuitos y señala en qué caso se agotarán antes las pilas. R = Ω R = Ω 5 a) La resistencia equivalente del circuito. Dibuja el circuito equivalente con una sola resistencia. b) La intensidad que marca el amperímetro (aplicando la ley de Ohm). c) La diferencia de potencial en los extremos de la pila (aplicando la ley de Ohm). B 6 FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

9 FICH L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE REFUERZO (soluciones). Los amperímetros se colocan en serie, mientras que los voltímetros se colocan en paralelo. B C V V V V b), puesto que la intensidad de corriente se reparte entre las dos ramas. c) Como conocemos el valor de la resistencia equivalente y la intensidad de corriente: 7 V = I R = 5 Ω =,67 V. a) El de la potencia eléctrica (número de vatios). b) La energía es igual a la potencia multiplicada por el tiempo: E = P t = 0,05 kw 50 h =,5 kwh c) nálogamente: E = P t = 0,040 kw 50 h = 6 kwh d) Coste = 0,08,5 = 0,8 Coste = 0,08 6 =,848 El ahorro que supone utilizar bombillas de bajo consumo será, pues: horro = Coste Coste = =,848 0,8 =,668 PROGRMCIÓN DE UL Y CTIVIDDES D. a) Primero se calcula la resistencia equivalente a R y R : = + = + = R, R R R, = Luego calculamos la resistencia equivalente del circuito: 4 7 R T = R, + R = + = Ω R T = 7 Ω 4. El gasto se calcula multiplicando la potencia por el tiempo de funcionamiento. Si expresamos la potencia en kw y el tiempo en horas, el consumo energético vendrá dado en kwh. E = P t. parato Potencia (W) Gasto energético (media hora) Televisor 00 0,05 kwh Lavadora 00, kwh Refrigerador 400 0, kwh Horno microondas 800 0,4 kwh Secador de pelo 600 0,8 kwh 8 bombillas 40 cada una 0,6 kwh Plancha 000 0,5 kwh a) Respuesta libre. b) En la cocina: hornos, placas de vitrocerámica, lavadora 5. Se agotarán antes las pilas en el circuito en que se han colocado en serie (), pues el voltaje que proporcionan es mayor. Es decir, dan más energía a cada carga eléctrica que abandona la pila. FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L. 7

10 L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE MPLICIÓN. Explica cómo deben ser las resistencias internas de los voltímetros y de los amperímetros para que nos indiquen con precisión aquellas medidas para las que han sido diseñados: a) mbas resistencias internas deben ser muy pequeñas. b) mbas resistencias internas deben ser muy grandes. c) La resistencia interna del amperímetro debe ser muy pequeña y la del voltímetro, grande. d) La resistencia interna del amperímetro debe ser grande y la del voltímetro, muy pequeña.. Cuando colocamos varias lámparas en paralelo en un circuito lucen más. Por tanto: a) La pila se agotará antes. b) No se cumple la ley de Ohm. c) El voltaje suministrado por la pila se duplica. d) La resistencia total se reduce.. Elige la respuesta correcta y justifícala. El material conductor más adecuado para construir una estufa eléctrica es: a) El que presente poca resistencia eléctrica, ya que permite mejor el paso de las cargas. b) El que presente mucha resistencia eléctrica, ya que aumenta el efecto Joule. c) El que trabaje a menor potencial, ya que mejora el rendimiento. d) Cualquiera es válido siendo un material conductor. 4. Expresa en culombios el valor de la carga de electrones. 5. Un conductor de cobre tiene una sección circular de 0, mm y una longitud de 0 m. Cuánto vale su resistencia eléctrica? Resistividad del cobre: ρ=,7 0 8 Ω m. 6. Un hornillo eléctrico está conectado a la red a 0 V y circula a través de él una corriente de. La resistencia está construida mediante un hilo de cobre de mm de sección. Contesta: Cuál es la longitud del hilo? Resistividad del cobre: ρ =,7 0 8 Ω m. 7. Halla la resistencia equivalente del circuito de la figura: 6 Ω Ω R R 0 Ω 6 Ω R 5 Ω R 6 R 4 4 Ω 8. Una pila de 9 V se conecta a dos resistencias en serie. Entre los extremos de la primera resistencia, R, hay una diferencia de potencial de V. La segunda resistencia, R, vale 4 Ω. Calcula la intensidad de corriente y la resistencia R. 9. En el circuito de la figura, determina la diferencia de potencial y la intensidad de corriente para cada una de las resistencias. 4 Ω 5 Ω 6 Ω V 0. Dos resistencias iguales de 0 Ω cada una están conectadas en paralelo. continuación se conecta en serie otra resistencia de 0 Ω y todo el conjunto se conecta a una batería de 0 V. Dibuja el circuito y calcula: a) La resistencia equivalente. b) La potencia disipada en la resistencia, conectada en serie, de 0 Ω. c) El calor desprendido en el circuito en 0 minutos.. En una lámpara aparecen las indicaciones: 40 W-0 V. Si la bombilla tiene un filamento de mm de sección, calcula la longitud del filamento. Resistividad del material: ρ =5 0 Ω m. R 8 FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

11 L ELECTRICIDD CTIVIDDES CTIVIDDES DE MPLICIÓN (soluciones). a) Falso. b) Falso. c) Verdadero. d) Falso.. a) Verdadero. b) Falso. c) Falso. d) Verdadero.. La b), ya que interesa producir calor: Q = R I t. plicando la ley de Ohm: V V I = =,5 ; R = =, Ω R 9. Respuesta gráfica: V I 4 Ω I I I I l B 5 Ω I PROGRMCIÓN DE UL Y CTIVIDDES 4. Operando obtenemos: Q = electrones,6 0 9 C electrón = 40 C 5. Calculando: R =ρ I 0 m =,7 0 8 Ω m S 0 7 m = R = 0,57 Ω 6. plicando la ley de Ohm tenemos: R = V 0 V = I = 0 Ω R =ρ I R S I = = 94 m S ρ 7. R, = R + R = 6 Ω +4 Ω =0 Ω. sí: R,,4 = + R,,4 = 5 Ω R 5 y R 6 se pueden reducir a: R 5,6 R, = + = R 5,6 = Ω R 5 R 6 R = R + R,,4 + R 5,6 = = 0 Ω 8. El circuito formado será: R R 4 R = 4 Ω I 9 V Como las resistencias están conectadas en serie: V = V + V y I = I V = 5 V La resistencia equivalente del circuito será: = + + R =,6 Ω R R R R En el nudo : I = I + I + I. Según la ley de Ohm: V I = = 7,4 R I = ; I =,4 ; I = 0. a) Las dos resistencias conectadas en paralelo equivalen a: = + R = 5 Ω R, R 6 Ω R La resistencia equivalente: R = R, + R = = 5 Ω b) Según la ley de Ohm: V 0 V I = = =, R 5 Ω La potencia disipada en la resistencia será: P = I R = (, ) 0 Ω =8,8 W c) Según la ley de Joule: Q = I R t = (, ) 5 Ω 800 s 0,4 = 5 55 cal. Calculamos la resistencia de la lámpara: V P = V I = R = 806,6 Ω R I R =ρ I = 0,6 m S FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L. 9

12 L ELECTRICIDD PROBLEMS RESUELTOS PROBLEM RESUELTO En el siguiente esquema está representado un circuito mixto, es decir, un circuito en el que aparecen elementos agrupados en serie y en paralelo. V a) Circulará la misma intensidad de corriente por las dos resistencias R y R? b) Circulará la misma intensidad de corriente por las dos resistencias R y R 4? c) Circulará la misma intensidad de corriente por las dos resistencias R y R 4? d)calcula la resistencia equivalente del circuito. e) Cuál es la intensidad que pasa por las resistencias R y R? f) Cómo variará el valor del apartado anterior si se coloca otra pila de V en serie con la anterior? R = 5 Ω R = 60 Ω R = 5 Ω Planteamiento y resolución R 4 = 60 Ω a) Sí, pues ambas están conectadas en serie. Todas las cargas que pasan por la resistencia R pasan también por la resistencia R. b) Sí, pues aunque estén asociadas en paralelo, ambas son iguales y no hay otras resistencias conectadas con ellas. c) No, porque las cargas que pasan por R luego se dividen y unas pasan por R y otras por R 4. d) Primero calculamos la resistencia equivalente a las que están en paralelo: = + = + = R eq -4 R R R eq -4 = = 0 Ω Luego calculamos la resistencia total sumando las tres resistencias en serie: R T = R + R + R eq -4 = = 80 Ω e) Basta con aplicar la ley de Ohm, puesto que sabemos el voltaje y la resistencia total: V I = = = 0,5 = 5 m 80 R T f) Como se coloca en serie, el voltaje equivalente será de + = 4 V. Por tanto, si se duplica el valor del voltaje, también lo hará el valor de la intensidad total que recorre el circuito, por lo que por R y R circularán 5 = 0 m. CTIVIDDES Calcula la resistencia equivalente. V R = 0 Ω R R R 4 Calcula la resistencia equivalente. V R = 0 Ω (todas) Señala si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y justifica tus respuestas. a)la intensidad que recorre todas las resistencias de un circuito es la misma, independientemente del valor de las resistencias. b)la intensidad que recorre todas las resistencias de un circuito depende del voltaje del generador. c)cuando hay dos resistencias agrupadas en paralelo, la mitad de las cargas eléctricas se van por una y, la otra mitad, por la otra. 0 FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

13 L ELECTRICIDD PROBLEMS RESUELTOS PROBLEM RESUELTO una pila de V se conectan en serie tres resistencias de 5, 5 y Ω, respectivamente. Realiza un esquema del circuito formado y calcula: a) La resistencia equivalente. b) La intensidad que circula por el circuito y la que circula por cada una de las resistencias. c) El voltaje en cada una de las resistencias. PROGRMCIÓN DE UL Y CTIVIDDES Planteamiento y resolución El circuito formado se representa así: V R R R a) Las resistencias están conectadas en serie, por tanto, la resistencia equivalente valdrá: R = R + R + R = 5 Ω +5 Ω + Ω = Ω I b) Para calcular la intensidad que circula por el circuito, aplicamos la ley de Ohm: V V I = = = 0,5 R Ω Como las resistencias están conectadas en serie, la intensidad en todas ellas es la misma: I = I = I = I = 0,5 c) La diferencia de potencial en cada una de las resistencias depende de su valor. plicamos la ley de Ohm a cada una de las resistencias: V = I R = 0,5 5 Ω =7,8 V V = I R = 0,5 5 Ω =,6 V V = I R = 0,5 Ω =,6 V CTIVIDDES En el circuito de la figura, calcula: En el circuito de la figura: 0 V R V V V R =5 Ω a) El valor de la resistencia R. b) La diferencia de potencial en R. c) V entre los extremos de la pila. Sol.: a) 40 Ω; b) 4,5 V; c) 6,5 V Una bombilla conectada a 0 V deja pasar por ella una intensidad de corriente de,5. Calcula: a) La resistencia que tiene la bombilla. b) La carga eléctrica que ha circulado por la misma en hora. Sol.: a) 5, Ω; b) 5400 C V 0, 4 84 Ω 05 V a) Cuánto marca el voltímetro V? b) Cuánto marca el amperímetro? c) Cuánto vale la resistencia R? Sol.: a) 5 V; b),5 ; c) 00 Ω una pila de V se conectan en serie tres resistencias de 0, 5 y 5 Ω, respectivamente. Calcula la intensidad de corriente y la diferencia de potencial en cada una de las resistencias. Sol.: 0,4 ; 4 V; 6 V; V R V FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

14 L ELECTRICIDD PROBLEMS RESUELTOS PROBLEM RESUELTO En el casquillo de una bombilla aparece la inscripción 0 V-40 W. Con estos datos, calcula: a)la intensidad de corriente que pasa por la bombilla cuando se conecta a la tensión indicada. b)la resistencia de la bombilla. c)la energía eléctrica consumida en 8 horas de funcionamiento, expresada en kwh. d)la cantidad de calor irradiada por la bombilla en minuto de funcionamiento. e)si la bombilla se conecta a una tensión de 0 V, desarrollará la misma potencia? Planteamiento y resolución Las indicaciones que aparecen significan: La tensión máxima a la que se puede conectar: V = 0 V. La potencia eléctrica: P = 40 W. a) La intensidad de corriente que circula por la bombilla cuando se conecta a dicha tensión es: P 40 W I = = = 0,8 V 0 V b) La resistencia de la bombilla la calculamos aplicando la ley de Ohm: V 0 V R = = = Ω I 0,8 c) La potencia eléctrica equivale a la cantidad de energía eléctrica consumida por la bombilla en la unidad de tiempo. Si la bombilla ha estado funcionando durante 8 h: kw E = P t = 40 W 8 h = 0, kwh 0 W d) El calor que desprende una resistencia se puede determinar aplicando la ley de Joule: Q = I R t = (0,8 ) Ω 60 s 0,4 cal/j = 570, cal e) La potencia desarrollada depende de la tensión: P = V I. Por tanto, conectada a 0 V desarrollará menor potencia: V V 0 P = V I = V = = R R P = 9,9 W Esto se traduce en que la bombilla luce menos. CTIVIDDES Un calefactor de 50 W de potencia funciona durante hora y 40 minutos. La resistencia de la máquina es de 00 Ω. Calcula: a)la intensidad de corriente que circula. b)si el 70 % de la energía consumida se desprende en forma de calor, determina la cantidad de calor que se desprende en ese tiempo. Sol.: a),5 ; b),6 0 6 cal Calcula la resistencia de: a)una bombilla de 00 W-0 V. b)una plancha de 850 W-0 V. c) En cuál de los aparatos se produce más cantidad de calor? Sol.: a) 59 Ω; b) 6, Ω; c) En la plancha 4 l salir de casa, olvidamos apagar el televisor. Si la potencia consumida del aparato es de 00 W y estamos fuera de casa durante 6 horas, cuánto nos habrá costado el descuido? El precio de la energía eléctrica es de 0,08 /kwh. Sol.: 0,44 Un hornillo tiene las siguientes especificaciones: 50 W-0 V. Si se conecta a 0 V, resuelve y determina: a)la intensidad que circula por el hornillo. b)su resistencia. c)la energía calorífica desprendida en el hornillo en 5 minutos. Sol.: a),6 ; b) 0,7 Ω; c) cal FÍSIC Y QUÍMIC. ESO MTERIL FOTOCOPIBLE SNTILLN EDUCCIÓN, S. L.

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