Este documento trata sobre los conceptos básicos de la electrodinámica. Explica qué es la corriente eléctrica, los tipos de corriente, la intensidad de corriente y su unidad de medida. También describe la ley de Ohm, las unidades de resistencia, cómo medir resistencias y los elementos básicos de un circuito eléctrico. Finalmente, introduce conceptos como la energía eléctrica, la potencia eléctrica y las leyes de Kirchhoff.
1. 7
UNIDAD
TEMA 1. ELECTRODINAMICA.
1. Introducción. Corriente
Eléctrica.
2. Clases de corriente eléctrica.
3. Intensidad de corriente.
Unidades
4. Ley de Ohm. Unidades.
5. Medición de resistencias.
6. Circuitos eléctricos.
7. Aparatos de medición.
8. Conexión de resistencias. Serie,
Paralelo y Mixta.
9. Energía eléctrica.
10. Potencia eléctrica.
11. Redes eléctricas.
12. Leyes de Kirchhoff. Primera y
segunda ley.
13. Actividad 01.
14. Ejercicios.
CONTENIDOS
¿Cómo podemos medir la corriente
eléctrica y el voltaje?.
¿Cómo podemos interpretar el comportamiento de
los circuitos eléctricos?
2. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 141
ELECTRODINAMICA
La electrodinámica es parte de la Electricidad encargada de estudiar las cargas eléctricas en
movimiento, la misma que se establece dentro de un conductor que transportan a las cargas.
La corriente eléctrica es de una importancia fundamental en la vida moderna. En el hogar, por
ejemplo, basta con apretar o mover un interruptor para que las luces se enciendan, las parrillas
se calienten, el radio o el equipo de sonido suenen, la licuadora funcione, el televisor proyecte
imágenes y produzca sonido y a través de una computadora viaje por el mundo vía internet.
Pero, ¿qué es la corriente eléctrica?.
CORRIENTE ELECTRICA.- La corriente eléctrica es el movimiento continuo de cargas
eléctricas a través de ciertos materiales, producido por la acción de una carga eléctrica, de un
potencial más alto a otro más bajo. Cuando no hay corriente eléctrica en el conductor, sus
electrones libres se encuentran en un movimiento desordenado, en todas las direcciones, por la
acción térmica, como se observa en las figuras a y b.
Fig. b
Fig. a
Clases de corriente.- Se clasifican en continua y alterna.
Corriente continua.- La corriente continua (CC) o en inglés (AC), se mantiene constante la
diferencia de potencial entre dos puntos, siendo la corriente eléctrica que pasa por el hilo
conductor constante. Los generadores son los aparatos que producen campos constantes, cuyo
potencial tiene las características anteriores: pilas, baterías, dínamos.
Corriente alterna.- La corriente alterna (CA), es aquella que cambia varias veces de sentido
por segundo. Proceden de generadores cuyas variaciones de flujo magnético se producen
siguiendo una ley sinusoidal e induciendo fuerza electromotriz (fem).
I(A) I(A)
t (s) t (s)
INTENSIDAD DE CORRIENTE.- La intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica
que atraviesa una sección de un conductor en la unidad de tiempo.
I = Q / t
Q = Carga que pasa por una sección del conductor ( C ).
t = Tiempo que tarda en pasar dicha carga (s).
I = Intensidad de la corriente en (C/s).
3. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 142
UNIDAD.- La unidad para medir la intensidad de corriente eléctrica es el AMPERIO (A).
1 A = 1 C / 1s
LEY DE OHM.- La intensidad de la corriente que pasa por un
conductor, es directamente proporcional a la diferencia de
potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional
a la resistencia del conductor. Cuya ecuación es la siguiente:
V = Diferencia de potencial aplicado al ( V).
I = Intensidad de la corriente en ( A)
R = Resistencia del conductor ( ).
UNIDADES.- Las unidades de la resistencia para el sistema
internacional es:
R
V
A
= Ohmio []
La resistencia eléctrica ( R ) de un conductor depende de su
longitud ( L ) y de su sección transversal ( A ):
R
L
A
; R
p L
A
.
Donde, se conoce como resistividad y es una constante característica de cada material.
Las unidades de la resistividad es Ohmio por metro.
En el sistema internacional :
m
m
m
.
2
La resistividad varía ligeramente con la temperatura, sin embargo para una primera
aproximación se pueden considerar como constantes los valores de que se presentan en la
tabla siguiente:
CUADRO DE LA RESISTIVIDAD DE ALGUNOS MATERIALES.
Material Resistividad ( m)
Aluminio 2,82 x 10-8
Cobre 1,70 x 10-8
Hierro 1,00 x 10-8
Mercurio 98,4 x 10-8
Níquel 7,8 x 10-8
Plata 1,59 x 10-8
Tungsteno 5,6 x 10-8
I
V
R
R
V
I
Se dice que los materiales
resistivos que muestran una
relación voltaje-corriente V = IR,
obedecen la Ley de Ohm.
Gráfica del voltaje contra la
corriente, da una línea recta, cuya
pendiente es la resistencia.
L
AR
p
.
4. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 143
MEDICION DE RESISTENCIAS.- Comercialmente las resistencias más comunes son
cerámicas y se las cuantifica mediante un código universal que utiliza 4 anillos de colores de la
siguiente manera.
1º
dígito tolerancia
2º
dígito factor.
Cuadro de los colores, dígitos, factores y tolerancia.
Color 1º
dígito 2º
dígito Factor Tolerancia %
Negro 0 0 1 ± 20
Café 1 1 10 ± 1
Rojo 2 2 102
± 2
Anaranjado 3 3 103
± 2,5
Amarillo 4 4 104
± 5
Verde 5 5 --- ----
Azul 6 6 --- ----
Violeta 7 7 --- ----
Gris 8 8 --- ----
Blanco 9 9 --- ± 10
CIRCUITOS ELECTRICOS.- Un circuito es un conjunto de
elementos eléctricos unidos mediante conductores; un circuito al menos
debe constar de: Fuente, resistencia y conductores, formado un sistema
cerrado, como se observa en la figura.
A continuación se presenta un listado de los elementos básicos
utilizados en un circuito y su representación:
4.1.7. APARATOS DE MEDIDA
Antes de indicar la forma y como
medimos la corriente y el voltaje es
importante aclarar que, por ejemplo, en
el circuito de la figura, la carga eléctrica
fluye a través de los conductores y en
consecuencia a través del bombillo.
Cuando hablamos de voltaje en el
a) Los electrones fluyen del polo negativo de la pila al polo
positivo. B) Esquema del circuito. Por convención, el sentido
de la corriente se toma del polo positivo hacia el polo
negativo.
Las resistencias son utilizadas
como componentes electrónicos.
5. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 144
bombillo nos referimos a la diferencia de potencial aplicado entre sus extremos. Observe que
afirmamos que la corriente circula a través del bombillo, pero
no tiene sentido afirmar que el voltaje pasa. Como la corriente
que entra al bombillo es la misma que sale, para medir la
corriente que circula a través de él, bastará con medir la
corriente a la entrada o salida del bombillo.
Los aparatos destinados a detectar la presencia de corriente
eléctrica en un conductor, De acuerdo a una escala graduada
adecuadamente y de acuerdo a su funcionalidad, éstos pueden ser: Amperímetro, Voltímetro,
Multímetro, etc.
4.1.7.1. Amperímetro.- El amperímetro
es el aparato destinado a medir la
intensidad de corriente eléctrica.
Su símbolo es y se
conecta en serie, como se muestra en la
figura.
4.1.7.2. Voltímetro.- El voltímetro es
el aparato destinado a medir la
diferencia de potencial entre dos puntos
del circuito.
Su símbolo es y
se conecta en paralelo, como muestra la
figura.
4.1.7.3. Multímetro.- La técnica ha desarrollado instrumentos de medida múltiple como el
multímetro o téster que actúa como amperímetro o como voltímetro de corriente continua y o
alterna, además se usa para medir resistencias (ohmímetro).
4.1.8. CONEXIÓN DE RESISTENCIAS
La conexión de resistencias eléctricas puede hacerse de tres formas: serie, paralelo y mixta.
4.1.8.1. Conexión en serie.- La resistencia
equivalente de varias resistencias en serie es
igual a la suma de cada una de las resistencias
parciales. La intensidad de corriente que circula por
cada una de las resistencias es la misma y la
diferencia de potencial entre A y B, es la suma
los voltaje en cada en cada resistencia.
R = R1 + R2 + R3
I = I1 = I2 = I3
V = V1 + V2 + V3
A
V
Medida de la resistencia con un
amperímetro y un voltímetro.
V
R
Para medir el voltaje al que está sometido el bombillo, se
conecta cada terminal del voltímetro a cada terminal del
bombillo, sin intercalar el instrumento en el circuito.
A
R
Para medir la corriente eléctrica se intercala el
amperímetro en el circuito.
V
1
R1 R2 R3
V
1
V
1
6. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 145
4.1.8..2. Conexión en Paralelo.- Dos o más
resistencias están conectadas en paralelo cuando
forman parte de diferentes ramales en los que se ha
dividido el circuito, de tal forma que la diferencia de
potencial existente entre sus extremos es la misma para
todas ellas. El inverso de la resistencia equivalente de
varias resistencias en paralelo es igual a la suma de
los inversos de las resistencias parciales. La
corriente eléctrica se divide en cada uno de los ramales.
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
I = I1 + I2 + I3
V = V1 = V2 = V3
4.1.8.3. Conexión Mixta.- La conexión mixta es la
combinación de serie y paralelo, como se
observa en la figura. Para hallar la resistencia
equivalente se debe empezar por la resistencia en
paralelo aplicando las leyes correspondientes.
4.1.9. LA ENERGIA ELECTRICA
Vamos a deducir en este aparato una expresión matemática mediante la cual podamos calcular
por un conductor. Dicho trabajo está dado por:
W = Q.
Y como de la definición de intensidad de corriente ( i = Q/ t ) se deduce que Q = i . t,
sustituyendo este valor de Q en la igualdad anterior, obtenemos:
W = . i . t.
De donde es la fuerza electromotriz (F.e.m) y viene en en J/C que es VOLTIO (V).
4.1.10. LA POTENCIA ELECTRICA
En muchos aparatos eléctricos utilizados en nuestros hogares existen placas marcadas que
indican la potencia que pueden desarrollar dichos aparatos . Esto se debe a que en electricidad,
al igual que ocurre en mecánica, es muy útil e importante conocer la potencia que un aparato
puede desarrollar.
Para calcular esa potencia, no hay más que aplicar su definición (trabajo por unidad de tiempo).
Y obtenemos:
P = W / t = ( . I .t)/t
P = . I
Al igual que la potencia mecánica, la potencia eléctrica se mide en vatios (W).
R1
R3
R2
R1
R3
R2
7. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 146
4.1.10.1. Efecto Joule.- La experiencia nos ha enseñado, que los aparatos eléctricos se calientan
al cabo de algún tiempo de estar circulando corriente por ellos. Este fenómeno, recibe el nombre
de efecto Joule, es el fundamento de muchos aparatos, como los calentadores eléctricos, las
estufas, etc.
Para calcular el calor que se desprende en un aparato al paso de la corriente, vamos a suponer
nula la resistencia eléctrica del generador. Con ésta condición, la fuerza electromotriz coincidirá
con el voltaje V entre los bornes del generador, por lo cual, aplicando la ecuación de trabajo se
tiene:
W = . I . t = V . I .t
Si todo el trabajo se convierte en calor, tendríamos que el calor Q expresado en Julios está dado
por:
Q = V . I . t
4.1.11. LEY DE OHM GENERALIZADA
Analizaremos ahora en que se invierte el trabajo producido por
el generador de corriente eléctrica en el circuito de la figura.
El trabajo por una parte, se invertirá en producir un
calentamiento en la resistencia R.
W1 = I2
R t
Por otra parte, si el generador tiene resistencia interna r, como sucede en todas las fuentes reales
de corriente, el trabajo invertido en calentar el generador de corriente está dado por:
W2 = I2
. r . t
El trabajo total suministrado por el generador será:
W = W1 + W2 ; por tanto: .I.t = I2
.R.t + I2
.r.t
A partir de esta expresión, podemos despejar I y obtener la ley de Ohm generalizada.
I = / ( R + r)
4.1.12. REDES ELECTRICAS
Mediante la Ley de Ohm podemos resolver
circuitos sencillos. Existen circuitos más complejos
en los cuales existen bifurcaciones, varios
generadores, resistencias, etc, haciéndose difícil
resolver por los métodos ya conocidos; para
resolverlos, contamos con las llamadas Leyes de
Kirchhoff.
Ante todo, definiremos dos conceptos importantes:
nudo y malla.
R
є r
є1
R3
R4
R2
R1
є2
Є3
A
H G
F
ED
CB
8. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 147
4.1.12.1. Nudo.- Son puntos comunes de unión de tres o más conductores, que llegan o salen
hacia las resistencias. En la figura son nudos los puntos: B, D, E, G.
4.1.12.2. Malla.- Son circuitos cerrados que pueden recorrerse partiendo de un nudo y
volviendo a él, sin pasar dos veces por el mismo conductor. En la figura son mallas:
1) .- ABDGHA
2) .- BCEDB
3) .- DEFGD.
4.1.13. LEYES DE KIRCHHOFF
4.1.13.1. Primera Ley.- Denominada también ley de los nudos. Se enunciado es: La intensidad
de corriente que llega a un nudo es igual a la intensidad de corriente que sale de él.
I (llegan) = I (Salen)
I = 0
En la figura: Nudo B: I1 = I2 + I3
Nudo D: I3 = I4 + I5
Nudo E: I2 + I4 = I5
Nudo G: I3 + I6 = I1
4.1.13.2. Segunda Ley.- También llamada ley de las mallas. En toda malla, la suma de las
fuerzas electromotrices es igual a la suma de los productos de las intensidades de las corrientes
por las resistencias a través de las cuales circulan dichas intensidades.
= I.R
Para aplicar correctamente esta segunda ley, es necesario establecer
un sentido en las que se van a recorrer los conductores que forman
la malla. Las intensidades de corriente que tengan ese sentido se
tomarán como negativas, mientras las que tengan sentido opuesto se
tomarán como negativas.
Por otra parte, al hacer el recorrido mencionado anteriormente, hay
que también tomar en cuenta el signo de las fuerzas electromotrices
de los diferentes generadores por los que pasemos: Cuando el
recorrido se hace desde el polo negativo ( - ) al positivo ( + ) del
generador, la fuerza electromotriz ( )se toma positiva ( + ),
mientras que, cuando el recorrido se hace en sentido contrario, la
fuerza electromotriz se toma negativa ( - ) como se observa en la
figura a. El cambio de voltaje a través de un resistor se considera
negativo ( - ), cuando el sentido del recorrido es igual al sentido de
la intensidad, y positivo ( + ), cuando el recorrido es contrario a la dirección de la intensidad
como se observa en la figura b.
9. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 148
Experimento: Calcular el valor de la resistencia en alguna parte del circuito,
conociendo la intensidad y el voltaje.
Realizar conexiones de resistencias en serie y paralelo.
4.1.14. ACTIVIDAD N°- 01
CONTESTE:
1. ¿En qué consiste la corriente eléctrica?.
2. ¿Cuál es la diferencia entre corriente continua y corriente alterna?.
3. Enuncie que es la intensidad de corriente, su ecuación de definición y las unidades en que se
mide.
4. Enúnciela Ley de Ohm y escriba su ecuación.
5. ¿De que depende la resistencia de un resistor?.
6. ¿A qué se llama resistividad y en qué unidades se mide?.
7. ¿A qué se llama conductividad y en qué unidades se mide?.
8. ¿Qué relación hay entre la resistencia equivalente a varios resistores conectados en serie y la
resistencia de éstos?.
9. ¿Qué relación hay entre la resistencia equivalente a varios resistores conectados en paralelo y
la resistencia de éstos?.
10. En la energía eléctrica, ¿cuál es su ecuación y en qué unidades se mide?.
11. En la potencia eléctrica, ¿cuál es su ecuación y en qué unidades se mide?.
12. Enuncie la Ley de Joule del calentamiento y su ecuación.
13. Describa un circuito eléctrico y su comparación con un circuito hidráulico.
14. Exprese la primera Ley de Kirchhoff e indique en qué se basa.
15. Exprese la segunda Ley de Kirchhoff e indique en qué se basa.
COMPLETE:
16.- La parte de la Física que estudia, principalmente, las cargas eléctricas en movimiento se
llama .............................................
17.- El recíproco de la resistencia equivalente es igual a la suma de los recíprocos de las
resistencias de los resistores cuando están conectados en .....................................................
18.- La resistencia eléctrica de un conductor es ................................ proporcional a su longitud y
es ........................................... proporcional a su sección.
19.- Si uno de tres focos conectados en serie se quema, la corriente que circula por los otros dos
es ................................................
Nunca trate de elaborar las actividades solicitadas sin antes haber estudiado
los temas indicados, pues existen algunas preguntas que no podrá
realizarlas sin un adecuado conocimiento.
En los ejercicios prácticos y de investigación que se solicitan, sea lo más
ordenado y detallista posible, ya que estas características permitirán
establecer el nivel de conocimientos adquiridos por usted.
10. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 149
20.- La intensidad de corriente que circula por cada uno de tres focos conectados a una misma
batería es mayor si se los conecta en .................................... .
21.- Cuando la intensidad circula del polo positivo al negativo en una fuente esta, tiene signo
........................................ .
22.- Las fuentes se deben agruparse en ........................................... para obtener mayor
intensidad y en ............................................. para obtener mayor diferencia de potencial.
23.- La primera Ley de Kirchhoff se basa en la Ley de la Conservación de la
..............................................................................................................
24.- Al producto de la intensidad de la corriente por la resistencia de cada parte del circuito se le
da el nombre de ............................................................
INTERPRETE:
25.- ¿Es cierto que la resistencia equivalente de un conjunto de resistencias conectadas en
paralelo es menor que cada una las resistencias dadas?. Explique su respuesta.
26.- Explique de qué manera se afecta la resistencia de un conductor cuando se aumenta
gradualmente su temperatura.
27.- Si un cable de conexión en un circuito es remplazado por otro del mismo material pero dos
veces más largo y con un área transversal dos veces mayor, ¿cómo será afectada la corriente que
circula por el cable?.
28.- Se tiene cuatro baterías conectadas entre sí por
medio de placas metálicas como se muestra en la figura.
Compare la diferencia de potencial entre B y C y entre D
y E; determine en cuánto aumenta o disminuye el valor
del potencial.
29.- ¿Por qué la instalación eléctrica de una casa se diseña de
forma que los aparatos funcionen en paralelo?. ¿Qué ocurriría si
la instalación fuera en serie y uno de los aparatos se estropeara?.
30.- En los circuitos de la figura los bombillos son iguales entre
sí y las pilas tienen las mismas características. ¿Qué bombillos brillan más?. Explique
su respuesta.
4.1.15. EJERCICIOS DE APLICACION
1.- Hallar la resistencia de una lámpara por la que pasa una corriente de 0,5 A al aplicarle una
diferencia de potencial de 120 V.
DATOS MODELO PLANTEAMIENTO SOLUCION ANALISIS
11. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 150
2.- Un alambre de 10 m de longitud y 1 mm de diámetro tiene una resistencia de 1 . Hallar la
resistencia de otro alambre del mismo material que tiene 50 m de longitud y 0,5 mm de
diámetro.
DATOS MODELO PLANTEAMIENTO SOLUCION ANALISIS
3.- Un alambre tiene a 0o
C una resistencia de 273 y a 80º
C una resistencia de 303 . Hallar
su coeficiente de temperatura. Y cuál será su resistencia a 120º
C.
DATOS MODELO PLANTEAMIENTO SOLUCION ANALISIS
4.- Ejemplo de lectura de
resistencias:
5.- Se conectan en serie 3 resistencias de 6 , 8 y 12 . La diferencia de potencial aplicada al
conjunto es de 10 V. Calcular a) La resistencia total. b) La corriente total, c) La corriente en
cada resistencia, y d) La caída de potencial en cada resistencia.
DATOS MODELO PLANTEAMIENTO SOLUCION ANALISIS
6.- Resolver el problema anterior si las resistencias se conectan en paralelo.
DATOS MODELO PLANTEAMIENTO SOLUCION ANALISIS
7.- En el circuito de la figura, r = 100 es la resistencia
interna de la fuente cuya fuerza electromotriz es 6 V.
Calcular:
rojo
verde
negro
café
12. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 151
a) La diferencia de potencial a la que está sometida y la corriente que circula por cada
resistencia.
b) La potencia suministrada por la fuente y la consumida por cada resistencia.
DATOS MODELO PLANTEAMIENTO SOLUCION ANALISIS
8.- Con base en la figura. Determinar:
a) La resistencia equivalente.
b) La lectura del amperímetro
c) La lectura del voltímetro para las resistencias que
se muestran en la figura.
DATOS MODELO
PLANTEAMIENTO SOLUCION ANALISIS
9.- Se tienen tres fuentes y cuatro resistencias conectadas como se
muestra en la figura. ¿Qué corriente circula por cada conductor,
suponiendo que la resistencia interna de las fuentes es nula?.
DATOS MODELO PLANTEAMIENTO
SOLUCION ANALISIS
13. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 152
4.1.16. EJERCICIOS PROPUESTOS
1.- Calcular el tiempo necesario para que pase una carga eléctrica de 3,6 x 104
C, a través de una
celda electrostática, que absorbe una corriente de 5 A de intensidad. R. 2 h.
2.- La corriente en un conductor está dada por I = 4 + 2t2
, donde I está en amperes y t en
segundos. Hallar el valor medio cuadrático de la corriente entre t = 0 y t = 10 s. R. 104 A.
3.- Calcular la diferencia de potencial entre los extremos de un hilo conductor de 5 de
resistencia cuando, por su sección recta atraviesa una carga eléctrica de 720 C en 1 min. R. 60
V.
4.- ¿Cuántos electrones deben pasar a través de la sección de un conductor en un segundo; para
producir una corriente de un ampere?. R. 6,26 x 1018
e.
5.- Calcular la resistencia de un conductor de cobre de 4 x 10-6
m2
de sección y 20 m de
longitud. R. 0,086.
6.- Un alambre de 10 m de longitud y 1 mm de diámetro tiene una resistencia de 1 . Hallar la
resistencia de otro alambre del mismo material que tiene 50 m de longitud y 0,5 mm de
diámetro. R. 2 x 10-5
.
7.- Una lámpara de incandescencia está conectada a una diferencia de potencial de 120 V; un
amperímetro indica que la intensidad de la corriente por la lámpara es de 0.5 A.
a) Calcular la cantidad de calor producida por la lámpara en 10 min.
b) Si la diferencia de potencial aumenta a 125 V. ¿Qué resistencia habrá que intercalar en el
circuito para que la lámpara funcione como antes?. R. a) 8 640 cal., b) 10 .
8.- La diferencia de potencial entre los extremos de un conductor por el que pasa una corriente
de 1,2 A es de 6 V. Calcular: a) La energía consumida. b) El calor desprendido en 3 minutos y
c) La potencia necesaria para mantener la corriente. R. a) 1296 J; b) 269 cal; c) 7,2 W.
9.- Un conductor cuya resistencia es 10 es recorrido por una corriente de 0,5 A. Calcular: a)
La energía consumida. b) El calor desprendido en 20 segundos y c) La potencia necesaria para
mantener la corriente. R. a) 50 J; b) 12 cal; c) 2,5 W.
10.- Un embobinado de cobre de un motor tiene una resistencia de 50 a 20 °C cuando el
motor está inactivo. Después de funcionar por varias horas, la resistencia aumenta a 58 . ¿Cuál
es la temperatura del embobinado?. R. 61.02°C.
11.- Un alambre metálico tiene una resistencia de 50 a 0°C. Hallar su resistencia a 30 °C si
su coeficiente de temperatura es 1,08 x 10-3
°C-1
. R. 51,6 .
12.- Un alambre de níquel a 0°C tiene una resistencia de 184 . Se sumerge en un liquido
caliente y su resistencia aumenta hasta 284 . Hallar la temperatura del liquido. Para el níquel
= 0,0387°C-1
. R. 14°C.
13.- Una lámpara de 60 W trabaja a 115 V. Calcular la intensidad de la corriente y la resistencia
de la lámpara. R. 0,5 A; 230 .
14.- Una ducha eléctrica está clasificada para 10 A a 110 V, si se utiliza durante 10 minutos
cada día. ¿Cuánto se deberá pagar mensualmente por éste concepto, si el kilovatio-hora cuesta
0,08 dólares?. R. $ 0,0144.
15.- ¿Qué calor desprende en un minuto una plancha eléctrica de 500 W?. R. 7167 cal.
16.- Un recipiente contiene un litro de agua a 20° C. En él se introduce un alambre de 30 por
el que pasa una corriente de 1,5 A. Calcular el tiempo necesario para que el agua comience a
hervir. R. 20,8 s.
17.- En los resistores siguientes que tienen como bandas de colores ( a = amarillo, az = azul, c =
café, d = dorado 5%, n = negro, p = plateado, v = verde, r = rojo). Leer la resistencia dada. R.
a) 55 x 102
275 . b) 10 x 104
1 x 104
.
Fig.a Fig.b
14. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 153
18.- Una fuente con fem 12 V y resistencia interna de 1 se conecta con dos resistencias en
serie de 2 y 3 . Calcular: a) La corriente; b) La diferencia de potencial entre los polos de la
batería; c) La caída de potencial en cada resistencia, y d) La corriente en cada resistencia.
R. a) 2 A; b) 10 V; c) 2 V, 4 V y 6 V; d) 2 A.
19.- Resolver el ejercicio anterior si las resistencias se conectan en paralelo. R. a) 5,45 A; 6,55
V; c) 6,55V; d) 3,27 A; 2,18 A.
20.- Hallar las resistencias equivalentes de las siguientes figuras:
R. a) 20 ; b) 24/13 ; c) 7,5 ; d) 4 .
21.- En el siguiente circuito determinar: a) La resistencia
equivalente, b) La intensidad de corriente que circula en cada
ramal y c) La intensidad total. R. a) 12 ; b) 0,5 A; 0,33 A; c)
0,83 A.
22.- Se tienen varias resistencias dispuestas como se muestra en la
figura. Si la resistencia interna de la
fuente es de 200 y está sometida a una tensión eléctrica de 9 V.
¿Cuál es la potencia suministrada por la fuente y la consumida por
cada resistencia. R. P = 0,38 W; P4 = 6,97 x 10-3
W. ; P6 = 3,99 x
10-3
W.; P9 = 2,66 x 10-3
W.; P8 = 13,94 x 10-3
W.
24.- En la figura que se muestra, encuentre la
corriente que circula a través de cada
resistencia eléctrica. R. 3 A por la
resistencia de 10 del medio y 1 A por todas las otras.
23.- En la figura, V es un voltímetro y A y A’ son dos amperímetros.
Hallar: a) Las lecturas de A y A’ cuando V marca 20 V; b) Las lecturas
de V y A’ cuando A indica 5 A; c) Las lecturas de V y A cuando A’ indica
20 A. R. a) 2 A; 1,66 A; b) 50 V; 4 A; c) 250 V; 25 A.
24.- Cuál es la resistencia equivalente para el arreglo que se muestra en la figura. R. 11,84 .
Fig. aFig. a Fig. c Fig. dFig. b
15. Electrodinámica
Gustavo Salinas E. 154
25.- En el circuito de la figura. Calcular:
a) La resistencia equivalente.
b) La intensidad total.
c) El potencial entre los puntos A y E.
d) La intensidad en la resistencia de 8 (I8).
e) El Potencial en la resistencia de 5 (P5).
f) El Trabajo en la resistencia de 12, durante 5 minutos.
g) El voltaje en la resistencia de 15.
h) La caída de tensión interna del generador (Vi).
i) La cantidad de calor en la resistencia de 3.
R. a) 22,28 ; b) 0,673 A; c) 4,227 V; d) 0,223 A; e) 0,238
W; f) 29,45 J; g) 10,095 V; h) 0,673 V; i) 28,51 cal.
26.- Calcular la intensidad de corriente que circula por cada
conductor. R. I1 = 1,39 A; I2 = 0,16 A; I3 = 1,23 A.
27.- En la red de la figura. Determinar:
a) Las corrientes eléctricas de los diferentes ramales.
b) La diferencia de potencial entre los puntos A y D, comprobar aplicando las distintas
trayectorias posibles.
R. a) I1 = 3,47 A; I2 = 3,83 A; I3 = 1,76 A; I4 = 1,39 A; I5 = 2,07 A; b) VAD = 9,9 V.
I4
3
30 V
D
A
20 V
5 V
10 V
3 4
6 2
4
I5
I3
I2
I1
2
1