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Prof. Solange Zambrano Física- 3er año
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
Importante
Interacciones Eléctricas
Representar y denominar las fuerzas que actúan sobre cada carga eléctrica, y clasificar las fuerzas según el
tipo de interacción que se produce (atracción o repulsión)
1.
2.
3.
4.
Recuerde que las fuerzas se denotan con la letra FAB y se colocan en su base dos
subíndices numéricos (según la denotación de las cargas eléctricas). El primero
A, indica la carga que ejerce la fuerza y el segundo subíndice B señala sobre cuál
carga se ejerció la fuerza.
Además, la fuerza siempre se representa con una flecha (ya que es un vector)
dibujada desde el centro de la carga (sobre la cual se aplica) y en la dirección y
sentido en que se ejerce la fuerza.
q2 q3
+
--
q1
+
q1
+
q2
-
q3
q2 q3
+
--
q1
+
q4
-
q1
q4+
q2
- +
q3
Prof. Solange Zambrano Física- 3er año
Carga Fundamental y Ley de Coulomb
1. Dada la configuración de cargas que se observan en el dibujo
adjunto, calcular la fuerza que actúa entre cada par de cargas. Si
q1= - 4.10-3
C, q2= - 2.10-4
C y q3=+5.10-4
C.
2. Calcular la fuerza que actúa sobre un protón que se encuentra a 10
mm de una carga de 7.10-8
C
3. ¿Cuál debe ser la distancia entre la carga puntual q1=26,3 µC y la
carga puntual q2=-47,1µC para que la fuerza de atracción entre
ambas sea de 5,66 Nw?
4. Si se colocaran dos átomos, uno de nitrógeno y otro de aluminio, distanciados ½ m. ¿Cuál sería la
fuerza de interacción entre ellos? (tome en cuenta que el número atómico del nitrógeno es 7 y el del
aluminio es 13)
5. Dos cargas neutras (iguales) son frotadas mutuamente y luego separadas 1m, observándose una fuerza
de atracción de 9.105
Nw. Durante el frotamiento ¿cuántos electrones pasan de una partícula a otra?
6. Si una partícula posee 2e y 5p. ¿Está cargada eléctricamente? ¿De qué signo es su carga eléctrica?
¿Qué cantidad de carga contiene? Explique, con fundamentos físicos, cómo pudo haberse cargado de
esta forma.
7. Una esfera conductora muy pequeña, situada en el aire, contiene una carga de 4 picoCoulombs y se
encuentra a 1,2 m de otra carga. Si cada esfera experimenta una repulsión eléctrica de 2 μNw, calcular
el valor de la otra carga
8. Dos cargas eléctricas iguales están separadas 0,04m y se repelen con una fuerza de 2,7 mNw. ¿Cuánto
vale cada carga eléctrica?
9. Al colocar un átomo de potasio a 1nm de distancia de un átomo de argón. ¿Qué fuerza se produce
entre ellos? Tome en cuenta que el radio atómico del potasio es de 2,03 Å y el del argón es de 0,88 Å,
y sus números atómicos 19 y 18 respectivamente.
10. ¿A qué distancia debe colocarse una carga de 1C para que sobre un átomo cargado negativamente (4
protones y 12 electrones) genere una fuerza de atracción de 1 Nw?
11. Se tienen dos cargas eléctricas tales que una es el doble de la otra, e intreractúan con una fuerza de
600 KNw (kilo Newtons) cuando están separadas 3m. ¿Cuál es el valor de cada una de las cargas?
12. Dos cargas de 2 μC y 3 μC, están colocadas distantes 30 cm. ¿Con qué fuerza se repelen? ¿A qué
distancia deberían estar las cargas para que la fuerza de repulsión sea la mitad?
13. ¿Qué separación debe existir entre un protón y un electrón en el vacío, sabiendo que experimentan
una fuerza de atracción de 2,5Nw?
Å: aunque no es una unidad de medida, se usa para medidas de distancias muy
pequeñas (se lee Ångström)
1 Å = 1.10-10 m = 10-10 m
Prof. Solange Zambrano Física- 3er año
Ley de Ohm y Circuitos Eléctricos
Importante
1. Cuando una lámpara está conectada a una batería que le aplica una diferencia de potencial de 6 V, se
observa que su filamento es recorrido por una corriente de 2A. Calcular: a) la resistencia de su
filamento, b) Potencia de la lámpara, c) si dicha lámpara es conectada a una tensión de 1,5V ¿qué
intensidad de corriente circularía por su filamento?
2. Por la sección transversal de 3m de alambre de tungsteno, con 0,05mm de diámetro, pasan 30C en 4s.
Determinar a qué tensión eléctrica fue sometido.
3. ¿Qué longitud debe tener una bobina de cobre, cuya resistencia es de 1 Ω, sabiendo que el diámetro
del alambre es 0,5mm?
4. Un artefacto eléctrico tiene una resistencia de 50. Si su potencia es 500 watios ¿Cuál fue la diferencia
de potencial aplciada?
5. Un alambre conductor se conecta a una fuente de tensión de 12V y el amperímetro marcó 0,8 A.
Calcular a) la resistencia del alambre, b) la potencia que consume.
6. Una lámpara trae marcados 3W y 6V, mientras que otra marca 5W y 4V. ¿Cuál de ellas consume mayor
corriente? ¿Qué resitencia tiene el filamento de cada una?
7. ¿Qué resistencia tendrán un conductor de cobre y otro de alumnio de 20m de longityud y 2mm2 de
seccion transversal?
8. ¿Qué material se debe utilizar para obtener 1m de conductor de 0,5 mm2 que posea una resistencia de
56.10-3 Ω?
9. Calcula la intensidad de la corriente que necesita para funcionar un microondas que está conectado a la
red (110V) y presenta una resistencia de 5Ω
10. Una barra de carbono de radio 0,1 mm se utiliza para construir una resistencia. La resistividad de este
material es 3,5.10-5
Ω.m . ¿Qué longitud de la barra de carbono se necesita para obtener una
resistencia de 10Ω?
11. El tercer carril (portador de corriente) de una vía de metro está hecho de acero y tiene un grosor de
aproximadamente 55 cm2
. ¿Cuál es la resistencia de 10 km de esta vía? (Usa ρ para el hierro)
12. El coeficiente de resistividad de un conductor es de 0,02 Ω.mm 2
/m y su longitud de 50 metros. Calcular
su sección, si su resistencia es 10 Ω.
13. Un conductor de 8Hm, tiene una resistencia aproximada de 52 ohmios y una sección de 2mm2
¿De qué
material es el conductor?
14. Un conductor de 600 metros de longitud tiene una resistencia de 20 ohmios y una resistividad de 0,02
Ω . mm 2
/m. Calcular el diámetro del conductor.
Es necesario, antes de realizar los ejercicios, que repase los tipos de conexión
de circuitos “en serie” y “en paralelo” y sus propiedades para que la resolución
de ejercicios se haga más sencilla.
Recuerde que en un circuito mixto debe aplicarse todas las propiedades según
la parte o magnitud que se esté analizando.
Prof. Solange Zambrano Física- 3er año
15. Se tienen 4 metros de alambre de plata, cuyo diámetro es de 1 mm. Si en sus extremos hay una
diferencia de potencial de 10 voltios, calcular a) la intensidad de la corriente que le atraviesa y b) la
potencia eléctrica.
16. Un conductor de 80 metros de longitud, tiene una sección de 1,4 mm2
y cuando lo atraviesa una
corriente de 10A. Sabiendo que su potencia es de 180 vatios. Calcular el coeficiente de resistividad.
17. Un conductor tiene una potencia de 100W cuando en sus extremos hay una diferencia de potencial de
100V. Calcular su diámetro sabiendo que tiene una longitud de 2 km. Y una resistencia especifica de
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18. Encontrar la corriente que circula por
el circuito mostrado
19. Calcular la corriente total que circula en el
siguiente circuito con cargas en serie.
20. Calcular el voltaje que proporciona la fuente
para que exista una corriente de 6 amperios,
que fluye por todo el circuito de acuerdo con
el diagrama
21. Si un circuito paralelo compuesto por tres resistores de 20 Ω, 30 Ω y 40 Ω tiene una diferencia de
potencial (en su extremos) de 37V. Determinar: a) Resistencia equivalente del circuito, b) Intensidad
general de la corriente y c) Valor de la corriente en cada resistencia.Determinar la resistencia
equivalente y la intensidad de la corriente de la siguiente conexión
Prof. Solange Zambrano Física- 3er año
R1 R2 R3
I
V
22. En el circuito mixto dado con 20V de
tensión. Calcular para cada resistencia su
corriente, tensión y potencia
23. Determinar la resistencia
equivalente y la intensidad de la
corriente de la siguiente conexión
24. En el siguiente diagrama se tiene que: P1=100W; V3=2,5V; R1=4Ω; V=22,75V.
Calcular R3, R2 y R.
25. Se tiene un circuito de resistores conectados en serie cuyos valores son: 2 Ω, 5 Ω, 7 Ω y 7 Ω. Si la
tencisón aplicada es 84V; calcular: a) La resistencia equivalente, b) la corriente total y c) la diferencia de
potencial en cada resistencia. (Recomendación: realice el diagrama del circuito antes de iniciar la
resolución del problema)
26. En el circuito que se muestra en la figura, P=360 W, V=120 V, R1 = 60 Ω. Calcular R2.
27. Dos resitores R1 = 5 Ω y R2 = 10 Ω están conectados en paralelo. Este grupo a su vez está en serie con
un tercer resistor R3 =15 Ω. Si todo el conjunto se conecta a una batería que proporciona una corriente
Prof. Solange Zambrano Física- 3er año
V
R1
R2
R3
R4
de 6A. a) Hacer un diagrama del circuito, b) Calcular la diferencia de potencial en los extremos del
circuito, c) Determinar la cantidad de corriente que circula por R1.
28. Se tienen tres resistores de R1 = 30 Ω, R2 = 30 Ω y R3 = 60 Ω, conectadas de tal manera que los dos
primeros están en paralelo, y ellos (en conjunto) están en serie respecto R3. El conjunto está conectado
a una fuente de tensión de 12V. Calcular: a) la resistencia equivalente, b) el valor de I en el sector que
está en paralelo.
29. En el circuito de la figura R1=6Ω, R2=5Ω, R3=20Ω, R4=8Ω y V=180V. Calcular R, I,
V3, I2.
30. En el circuito mixto dado con 110V de tensión.
Calcular para cada resistencia su corriente,
tensión y potencia.

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Fis electricidad y magnetismo

  • 1. Prof. Solange Zambrano Física- 3er año ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Importante Interacciones Eléctricas Representar y denominar las fuerzas que actúan sobre cada carga eléctrica, y clasificar las fuerzas según el tipo de interacción que se produce (atracción o repulsión) 1. 2. 3. 4. Recuerde que las fuerzas se denotan con la letra FAB y se colocan en su base dos subíndices numéricos (según la denotación de las cargas eléctricas). El primero A, indica la carga que ejerce la fuerza y el segundo subíndice B señala sobre cuál carga se ejerció la fuerza. Además, la fuerza siempre se representa con una flecha (ya que es un vector) dibujada desde el centro de la carga (sobre la cual se aplica) y en la dirección y sentido en que se ejerce la fuerza. q2 q3 + -- q1 + q1 + q2 - q3 q2 q3 + -- q1 + q4 - q1 q4+ q2 - + q3
  • 2. Prof. Solange Zambrano Física- 3er año Carga Fundamental y Ley de Coulomb 1. Dada la configuración de cargas que se observan en el dibujo adjunto, calcular la fuerza que actúa entre cada par de cargas. Si q1= - 4.10-3 C, q2= - 2.10-4 C y q3=+5.10-4 C. 2. Calcular la fuerza que actúa sobre un protón que se encuentra a 10 mm de una carga de 7.10-8 C 3. ¿Cuál debe ser la distancia entre la carga puntual q1=26,3 µC y la carga puntual q2=-47,1µC para que la fuerza de atracción entre ambas sea de 5,66 Nw? 4. Si se colocaran dos átomos, uno de nitrógeno y otro de aluminio, distanciados ½ m. ¿Cuál sería la fuerza de interacción entre ellos? (tome en cuenta que el número atómico del nitrógeno es 7 y el del aluminio es 13) 5. Dos cargas neutras (iguales) son frotadas mutuamente y luego separadas 1m, observándose una fuerza de atracción de 9.105 Nw. Durante el frotamiento ¿cuántos electrones pasan de una partícula a otra? 6. Si una partícula posee 2e y 5p. ¿Está cargada eléctricamente? ¿De qué signo es su carga eléctrica? ¿Qué cantidad de carga contiene? Explique, con fundamentos físicos, cómo pudo haberse cargado de esta forma. 7. Una esfera conductora muy pequeña, situada en el aire, contiene una carga de 4 picoCoulombs y se encuentra a 1,2 m de otra carga. Si cada esfera experimenta una repulsión eléctrica de 2 μNw, calcular el valor de la otra carga 8. Dos cargas eléctricas iguales están separadas 0,04m y se repelen con una fuerza de 2,7 mNw. ¿Cuánto vale cada carga eléctrica? 9. Al colocar un átomo de potasio a 1nm de distancia de un átomo de argón. ¿Qué fuerza se produce entre ellos? Tome en cuenta que el radio atómico del potasio es de 2,03 Å y el del argón es de 0,88 Å, y sus números atómicos 19 y 18 respectivamente. 10. ¿A qué distancia debe colocarse una carga de 1C para que sobre un átomo cargado negativamente (4 protones y 12 electrones) genere una fuerza de atracción de 1 Nw? 11. Se tienen dos cargas eléctricas tales que una es el doble de la otra, e intreractúan con una fuerza de 600 KNw (kilo Newtons) cuando están separadas 3m. ¿Cuál es el valor de cada una de las cargas? 12. Dos cargas de 2 μC y 3 μC, están colocadas distantes 30 cm. ¿Con qué fuerza se repelen? ¿A qué distancia deberían estar las cargas para que la fuerza de repulsión sea la mitad? 13. ¿Qué separación debe existir entre un protón y un electrón en el vacío, sabiendo que experimentan una fuerza de atracción de 2,5Nw? Å: aunque no es una unidad de medida, se usa para medidas de distancias muy pequeñas (se lee Ångström) 1 Å = 1.10-10 m = 10-10 m
  • 3. Prof. Solange Zambrano Física- 3er año Ley de Ohm y Circuitos Eléctricos Importante 1. Cuando una lámpara está conectada a una batería que le aplica una diferencia de potencial de 6 V, se observa que su filamento es recorrido por una corriente de 2A. Calcular: a) la resistencia de su filamento, b) Potencia de la lámpara, c) si dicha lámpara es conectada a una tensión de 1,5V ¿qué intensidad de corriente circularía por su filamento? 2. Por la sección transversal de 3m de alambre de tungsteno, con 0,05mm de diámetro, pasan 30C en 4s. Determinar a qué tensión eléctrica fue sometido. 3. ¿Qué longitud debe tener una bobina de cobre, cuya resistencia es de 1 Ω, sabiendo que el diámetro del alambre es 0,5mm? 4. Un artefacto eléctrico tiene una resistencia de 50. Si su potencia es 500 watios ¿Cuál fue la diferencia de potencial aplciada? 5. Un alambre conductor se conecta a una fuente de tensión de 12V y el amperímetro marcó 0,8 A. Calcular a) la resistencia del alambre, b) la potencia que consume. 6. Una lámpara trae marcados 3W y 6V, mientras que otra marca 5W y 4V. ¿Cuál de ellas consume mayor corriente? ¿Qué resitencia tiene el filamento de cada una? 7. ¿Qué resistencia tendrán un conductor de cobre y otro de alumnio de 20m de longityud y 2mm2 de seccion transversal? 8. ¿Qué material se debe utilizar para obtener 1m de conductor de 0,5 mm2 que posea una resistencia de 56.10-3 Ω? 9. Calcula la intensidad de la corriente que necesita para funcionar un microondas que está conectado a la red (110V) y presenta una resistencia de 5Ω 10. Una barra de carbono de radio 0,1 mm se utiliza para construir una resistencia. La resistividad de este material es 3,5.10-5 Ω.m . ¿Qué longitud de la barra de carbono se necesita para obtener una resistencia de 10Ω? 11. El tercer carril (portador de corriente) de una vía de metro está hecho de acero y tiene un grosor de aproximadamente 55 cm2 . ¿Cuál es la resistencia de 10 km de esta vía? (Usa ρ para el hierro) 12. El coeficiente de resistividad de un conductor es de 0,02 Ω.mm 2 /m y su longitud de 50 metros. Calcular su sección, si su resistencia es 10 Ω. 13. Un conductor de 8Hm, tiene una resistencia aproximada de 52 ohmios y una sección de 2mm2 ¿De qué material es el conductor? 14. Un conductor de 600 metros de longitud tiene una resistencia de 20 ohmios y una resistividad de 0,02 Ω . mm 2 /m. Calcular el diámetro del conductor. Es necesario, antes de realizar los ejercicios, que repase los tipos de conexión de circuitos “en serie” y “en paralelo” y sus propiedades para que la resolución de ejercicios se haga más sencilla. Recuerde que en un circuito mixto debe aplicarse todas las propiedades según la parte o magnitud que se esté analizando.
  • 4. Prof. Solange Zambrano Física- 3er año 15. Se tienen 4 metros de alambre de plata, cuyo diámetro es de 1 mm. Si en sus extremos hay una diferencia de potencial de 10 voltios, calcular a) la intensidad de la corriente que le atraviesa y b) la potencia eléctrica. 16. Un conductor de 80 metros de longitud, tiene una sección de 1,4 mm2 y cuando lo atraviesa una corriente de 10A. Sabiendo que su potencia es de 180 vatios. Calcular el coeficiente de resistividad. 17. Un conductor tiene una potencia de 100W cuando en sus extremos hay una diferencia de potencial de 100V. Calcular su diámetro sabiendo que tiene una longitud de 2 km. Y una resistencia especifica de 17.10–3 Ω . mm2 / m. 18. Encontrar la corriente que circula por el circuito mostrado 19. Calcular la corriente total que circula en el siguiente circuito con cargas en serie. 20. Calcular el voltaje que proporciona la fuente para que exista una corriente de 6 amperios, que fluye por todo el circuito de acuerdo con el diagrama 21. Si un circuito paralelo compuesto por tres resistores de 20 Ω, 30 Ω y 40 Ω tiene una diferencia de potencial (en su extremos) de 37V. Determinar: a) Resistencia equivalente del circuito, b) Intensidad general de la corriente y c) Valor de la corriente en cada resistencia.Determinar la resistencia equivalente y la intensidad de la corriente de la siguiente conexión
  • 5. Prof. Solange Zambrano Física- 3er año R1 R2 R3 I V 22. En el circuito mixto dado con 20V de tensión. Calcular para cada resistencia su corriente, tensión y potencia 23. Determinar la resistencia equivalente y la intensidad de la corriente de la siguiente conexión 24. En el siguiente diagrama se tiene que: P1=100W; V3=2,5V; R1=4Ω; V=22,75V. Calcular R3, R2 y R. 25. Se tiene un circuito de resistores conectados en serie cuyos valores son: 2 Ω, 5 Ω, 7 Ω y 7 Ω. Si la tencisón aplicada es 84V; calcular: a) La resistencia equivalente, b) la corriente total y c) la diferencia de potencial en cada resistencia. (Recomendación: realice el diagrama del circuito antes de iniciar la resolución del problema) 26. En el circuito que se muestra en la figura, P=360 W, V=120 V, R1 = 60 Ω. Calcular R2. 27. Dos resitores R1 = 5 Ω y R2 = 10 Ω están conectados en paralelo. Este grupo a su vez está en serie con un tercer resistor R3 =15 Ω. Si todo el conjunto se conecta a una batería que proporciona una corriente
  • 6. Prof. Solange Zambrano Física- 3er año V R1 R2 R3 R4 de 6A. a) Hacer un diagrama del circuito, b) Calcular la diferencia de potencial en los extremos del circuito, c) Determinar la cantidad de corriente que circula por R1. 28. Se tienen tres resistores de R1 = 30 Ω, R2 = 30 Ω y R3 = 60 Ω, conectadas de tal manera que los dos primeros están en paralelo, y ellos (en conjunto) están en serie respecto R3. El conjunto está conectado a una fuente de tensión de 12V. Calcular: a) la resistencia equivalente, b) el valor de I en el sector que está en paralelo. 29. En el circuito de la figura R1=6Ω, R2=5Ω, R3=20Ω, R4=8Ω y V=180V. Calcular R, I, V3, I2. 30. En el circuito mixto dado con 110V de tensión. Calcular para cada resistencia su corriente, tensión y potencia.