UNIVERSIDAD CATÓLICA SAN PABLO Carrera profesional: Ingeniería Industrial Curso: Física II Tema: CORRIENTE ELECTRICA Y RESISTENCIA Docente: Luis Alberto Montoya Portugal PREGUNTAS PARA EL ANALISIS
1. En una analogía entre la corriente eléctrica y el flujo del tráfico automotriz, ¿a qué correspondería la carga?, ¿y a qué correspondería la corriente? 2. A menudo los artículos periodísticos contienen afirmaciones como la siguiente: "pasaron 10,000 volts de electricidad a través del cuerpo de la víctima". ¿Qué es lo incorrecto en esta frase? 3. ¿Cuáles son los factores que afectan la resistencia de un conductor? 4. Cuál es la diferencia entre resistencia y resistividad? 5. Utilice la teoría atómica de la materia para explicar por qué la resistencia de un material debe incrementarse conforme aumenta su temperatura. 6. Si las cargas fluyen muy lentamente a través de un metal, ¿por qué no es necesario que pasen horas para que se encienda una luz cuando usted activa el interruptor? 7. Dos conductores de igual longitud y radio están conectados a la misma diferencia de potencial. La resistencia de uno de los conductores conductores es dos veces la del otro. ¿A cuál se le entrega más potencia?
8. Dos bombillas de luz operan a 120 V. Una tiene un potencia de 25 W y la otra 100 W. ¿Cuál de las bombillas tiene mayor resistencia? ¿Cuál de las bombillas utiliza más corriente? 9. A menudo las baterías de los automóviles están especificadas en ampere-hora. ¿Designa esto la corriente, la potencia, la energía o la carga que se puede obtener de la batería? 1 0 . Una varilla cilíndrica tiene resistencia R . Si se triplica su longitud y diámetro, ¿cuál será su resistencia en términos de R? 1 1 . Una varilla cilíndrica tiene una resistividad ρ. Si se triplica su longitud y diámetro, ¿cuál será su resistividad en términos d e ρ ? 12. Una bombilla brilla porque tiene resistencia; su brillo aumenta con la po p o t e n c i a e l é c t r i c a q u e d i s i p a , a ) En el circuito que se ilustra en la figura 25.30a, las dos bombillas A y B son idénticas. En comparación con la bombilla A, ¿la bombilla B brilla más, igual o menos? Explique
su razonamiento, b) Se retira la bombilla B del circuito y éste se completa como se ilustra en la figura 25.30b. En comparación con el br b r i l l o d e l a b o m b i l l a A e n l a f i g u r a 2 5 . 3 0 a , ¿ a h o r a l a b o m b i l l a A b r i l l a más, igual o menos? Explique su razonamiento.
13. Las líneas de transmisión de energía eléctrica de larga distancia, siempre operan con un voltaje muy elevado, en ocasiones de hasta 750 kV. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de esto? 1 4 . ¿Qué cantidad se mide con la clasificación de una batería dada en ampere- horas (A • h)? 1 5 . Cuando una pila eléctrica se conecta a un circuito, los electrones fluyen alejándose de la terminal negativa en el circuito. Pero dentro de la pila, los electrones fluyen hacia la terminal negativa. Explique este fenómeno. 1 6 . Se dice que una terminal de una batería de automóvil está conectada a "tierra". Pero en realidad no está conectada a tierra, ¿qué significa entonces esta expresión? 1 7 . ¿Un alambre de cobre y un alambre de aluminio de la misma longitud pu p u e d e n t e n e r l a m i s m a r e s i s t e n c i a ? E x p l i q u e s u r e s p u e s t a . 1 8 . Si la resistencia de un pequeño calefactor de inmersión para calentar el agua para té o sopa, (ver figura) se aumenta, esto ¿acelerará o frenará el proceso de calentamiento? Explique su respuesta.
1 9 . Si un sólido rectangular hecho de carbono tiene lados de longitudes a , 2 a y 3a, ¿cómo deberían conectarse los alambres de una batería de modo que se obtenga a) la menor resistencia, b ) la mayor resistencia?
20. La ecuación P = V 2 /R indica que la potencia disipada en un resistor disminuye si la resistencia aumenta, mientras que la ecuación P = I 2 R significa lo opuesto. ¿Esto implica contradicción? Explique su respuesta. 21. ¿Qué ocurre cuando una bombilla se quema? 22. Explique por qué las bombillas casi siempre se queman cuando se encienden por primera vez y no después de que han estado encendidas algún tiempo. 23. ¿Cuál bombilla extrae más corriente: una de 100 W o una de 75 W? ¿Cuál tiene la mayor resistencia? 24. La potencia eléctrica se transfiere a través de grandes distancias a muy altos voltajes. Explique cómo el alto voltaje reduce las pérdidas de potencia en las líneas de transmisión. 25. Un fusible de 15 A se quema repetidamente. ¿Por qué es peligroso sustituir este fusible con uno de 25 A? 26. Diferentes lámparas pueden tener baterías conectadas en cualquiera de los dos arreglos que se muestran en la figura ¿Cuáles serían las ventajas de cada esquema?
PROBLEMAS CORRIENTE ELECTRICA
27. Suponga que la corriente que pasa por un conductor se reduce de manera exponencial en función del tiempo, de acuerdo con la ecuación I (t ) I 0
t /
, siendo I 0 la
corriente inicial (en t = 0), y es una constante que tiene unidades de tiempo. Considere un punto de observación fijo dentro del conductor, (a) ¿Cuánta carga pasa por este punto en el intervalo de tiempo entre t 0 y t ? (b) ¿Cuánta carga pasa por este punto en el intervalo de tiempo entre t 0 y t 10 ?(c) ¿Qué pasaría si? ¿Cuánta carga pasa por este punto en el intervalo de tiempo entre t 0 y t ? 28. La cantidad de carga q (en coulombs) que ha pasado a través de una superficie de área 3
igual a 2.00 cm 2 varía en función del tiempo según la ecuación q at 5t 6 , estando t especificado en segundos, (a) ¿Cuál es la corriente instantánea que pasa a través de la superficie en t - 1 s? (b) ¿Cuál es el valor de la densidad de corriente?
29. Una corriente eléctrica está definida por la expresión I(t) = 100 sen (120 t ), donde I está en amperes y t en segundos. ¿Cuál es la carga total que genera esta corriente de t = 0 hasta t = (1/240) s?
30. La figura representa una sección de un conductor circular de diámetro no uniforme que lleva una corriente de 5.00 A. El radio de la sección transversal A1 es de 0.400 cm. (a) ¿Cuál es la magnitud de la densidad de la corriente que pasa por A 1? (b) Si la densidad de corriente que pasa por A2 es igual a la cuarta parte del valor que pasa a través de A1 , ¿cuál es el radio del conductor en A 2?
31. Un alambre de aluminio de sección transversal de 4.00 X 10 -6 m2 transporta una corriente de 5.00 A. Determine la velocidad de arrastre de los electrones en el alambre. La densidad del aluminio es de 2.70 g/cm 3. Suponga que cada átomo aporta un electrón de conducción. 32. Una línea de transmisión con un diámetro de 2.00 cm y una longitud de 200 km lleva una corriente estable de 1000 A. Si el conductor es un alambre de cobre con una densidad de cargas libres de 8.49 X 10 28 electrones/m3, ¿cuánto tarda un electrón en recorrer la línea de transmisión completa? 33. Una corriente de 3.6 A fluye a través de un faro de automóvil . ¿Cuántos coulombs de carga pasan por el faro en 3.0 h?
34. Un alambre de plata de 2.6 mm de diámetro transfiere una carga de 420 C en 80 min. La plata contiene 5.8 X 10 2 8 electrones libres por metro cúbico, a) ¿Cuál es la corriente en el alambre? b ) ¿Cuál es la magnitud de la velocidad de deriva de los electrones en el alambre? 35. Una corriente de 5.00 A corre a través de un alambre de cobre de calibre 12 (diámetro, 2.05 mm) y de una bombilla. El cobre tiene 8.5 X 10 2 8 electrones libres por metro cúbico, a) ¿Cuántos electrones pasan por la bo mbilla cada se gundo? b) ¿Cuá l es la de nsidad de corriente en el alambre? c) ¿Con qué rapidez un electrón común pasa por cual quier punto da do del ala mbre ? d) Si f ue ra a usa rse un ala m br e con el doble del diámetro, ¿cuáles de las respuestas anterio res cambiarían? ¿Los valores aumentarían o disminuirían? 36. Un alambre de calibre 18 (diámetro de 1.02 mm) transporta una corriente con densidad de 1.50 X 10 6 A/ m 2 . Calcule a) la corriente en el alambre y b ) la velocidad de deriva de los electrones en el alambre. 37. El cobre tiene 8.5 X 10 2 8 electrones libres por metro cúbico. Un alambre de cobre de calibre 12, equivalente a 2.05 mm de diámetro, y longitud de 71.0 cm, conduce 4.85 A de corriente, a) ¿Cuánto tiempo se requiere para que un electrón recorra la longitud del alambre? b) Repita el inciso a) para un alambre de cobre de calibre 6 (diámetro, 4.12 mm) de la misma longitud y que conduce la misma corriente, c) En general, ¿cómo afecta a la velocidad de deriva de los electrones del alambre el cambio del diámetro de un alambre que transporta una cantidad dada de corriente? 38. Considere el alambre de calibre 18 del ejemplo 25.1. ¿Cuántos átomos hay en 1.00 m 3 de cobre? Con la densidad de los electrones libres dada en el ejemplo, ¿cuántos electrones libres hay por átomo de cobre? 39. La corriente en un alambre varía con el tiempo de acuerdo con la relación / = 55 A - (0.65 A/s 2 )f 2 . a) ¿Cuántos coulombs de carga cruzan la sección transversal del alambre en el intervalo de tiempo entre t = 0 s y t = 8.0 s? b) ¿Qué corriente constante transportaría la misma carga en el mismo intervalo de tiempo? 40. Una corriente pasa a través de una solución de cloruro de sodio. En 1.00 s, llegan al electrodo negativo 2.68 X 10 1 6 iones de Na + , y al electrodo positivo arriban 3.92 X 10 1 6 iones de Cl - . a) ¿Cuál es la corriente que pasa entre los electrodos? b) ¿Cuál es la dirección de la corriente? 41. Una corriente de 1.30 A fluye en un alambre. ¿Cuántos electrones fluyen por segundo por un punto cualquiera en el alambre? 42. Una estación de servicio carga una batería utilizando una corriente de 6.7 A durante 5.0 h. ¿Cuánta carga pasa a través de la batería?
43. ¿Cuál es la corriente en amperes si 1200 iones Na + fluyen a través de la membrana de una célula en 3.5 μs? La carga en el sodio es la misma que un electrón, pero positiva. 44. ¿Cuántos coulombs hay en 1.00 ampere-hora? RESISTENCIA
45. Calcule la densidad de corriente en un alambre de oro a 20°C, si en dicho alambre está presente un campo eléctrico de 0.740 V/m. 46. Una bombilla tiene una resistencia de 240 , cuando está funcionando, sujeta a una diferencia de potencial de 120 V. ¿Cuál es la corriente que pasa por la bombilla?
47. Un resistor está hecho de una varilla de carbono que tiene un área transversal uniforme de 5.00 mm2. Cuando se le aplica una diferencia de potencial de 15.0 V de un extremo a otro de la varilla, ésta transporta una corriente de 4.00 X 10 -3 A. Determine (a) la resistencia de la varilla y (b) la longitud de la misma. 48. Se mantiene una diferencia de potencial de 0.900 V de un extremo a otro de un alambre de tungsteno de área transversal igual a 0.600 mm 2. ¿Cuál es la corriente en el alambre?
49. Un conductor de radio uniforme de 1.20 cm transporta una corriente de 3.00 A producida por un campo eléctrico de 120 V/m. ¿Cuál es la resistividad del material?
50. Suponga que desea fabricar un alambre uniforme a partir de 1.00 g de cobre. Si el alambre debe tener una resistencia R = 0.500 , y si debe utilizarse todo el cobre disponible, ¿cuál será (a) la longitud y (b) el diámetro de este alambre?
51. El oro es el más dúctil de todos los metales. Por ejemplo, un gramo de oro puede estirarse en un alambre de 2.40 km de largo. ¿Cuál sería la resistencia de este alambre a 20°C? En este libro encontrará toda la información de consulta necesaria. 52. Un cubo sólido de plata (densidad = 10.5 g/cm 3) tiene una nasa de 90.0 g. (a) ¿Cuál es la resistencia entre las caras opuestas del cubo? (b) Suponga que cada átomo de plata contribuye con un electrón de conducción. Determine la velocidad promedio de arrastre de los electrones cuando se le aplica una diferencia de potencial de 1.00 X 10 5 V entre las caras opuestas del cubo. E1 número atómico de la plata es 47, y su masa molar es de 107.87 g/mol.
53. Dos alambres, uno de aluminio y otro de cobre de igual longitud, tienen la misma resistencia. ¿Cuál es la relación entre sus radios?
54. En la atmósfera, en una ubicación donde el campo eléctrico es de 100 V/m, existe una densidad de corriente de 6.00 X 10 -13 A/m2. Calcule la conductividad eléctrica de la atmósfera de la Tierra en esa región.
55. La varilla de la figura está fabricada con dos materiales. La figura no está a escala. Cada conductor tiene una sección transversal cuadrada de 3.00 mm de lado. El primer material tiene una resistividad de 4.00 X 10 -3 m y tiene 25.0 cm de largo, en tanto que el segundo material tiene una resistividad de 6.00 X 10-3 m y tiene 40.0 cm de largo. ¿Cuál es la resistencia de un extremo a otro de la varilla?
56. a) A temperatura ambiente, ¿cuál es la intensidad del campo eléctrico que se necesita generar en un alambre de cobre calibre 12 (2.05 mm de diámetro) para que fluya una corriente de 2.75 A? b ) ¿Qué campo sería necesario si el alambre estuviera hecho de plata? 57. Una varilla cilíndrica de 1.50 m de largo y 0.500 cm de diámetro se conecta a una fuente de potencia que mantiene una diferencia de potencial consta nte de 15.0 V e ntr e sus extre mos, en tanto que un amperímetro mide la corriente que la cruza. Se observa que a temperatura ambiente (20.0 °C) el amperímetro da una lectura de 18.5 A, en tanto que a 92.0 °C arroja una lectura de 17.2 A. Se puede ignorar la expansión térmica de la varilla. Calcule á) la resistividad y b) el c oe ficie nte de te mp er atura de la r esistivida d a 20 °C par a el material de la varilla. 58. Un alambre de cobre tiene una sección transversal cuadrada de 2.3 mm por la do. El ala mbre mide 4. 0 m de longitu d y conduce una corr i ente de 3.6 A. La densidad de los electrones libres es 8.5 X 10 2 8 / m 3 . Calcule las magnitudes de a) la densidad de la corriente en el alambre y b ) el campo eléctrico en el alambre, c ) ¿Cuánto tiempo se requiere par a que un elec trón r ec or ra la lon gi tud del a lambr e? 59. En un experimento realizado a temperatura ambiente, una corriente de 0.820 A fluye a través de un alambre de 3.26 mm de diámetro. Calc ule la magnitud del campo eléctrico en el alambre si éste es de a) tungsteno y b ) aluminio. 60. Un alambre de 6.50 m de largo y 2.05 mm de diámetro tiene una resistencia de 0.0290 . ¿De qué material es probable que esté hecho el alambre?
61. Un filamento cilíndrico de tungsteno de 15.0 cm de largo y 1.00 mm de diámetro va a usarse en una máquina cuya temperatura de operación variará entre 20 °C y 120 °C. Conducirá una corriente de 12.5 A en todas las temperaturas (consulte las tablas 25.1 y 25.2). a) ¿Cuál será el máximo campo eléctrico en este filamento? b) ¿Cuál será su resistencia con ese campo? c) ¿Cuál será la máxima caída de potencial a todo lo lar go de l f ila mento? 62. ¿Qué longitud de alambre de cobre de 0.462 mm de diámetro tiene una resistencia de 1.00 ? 63. Es frecuente que en las instalaciones eléctricas domésticas se utilice alambre de cobre de 2.05 mm de diámetro. Determine la resistencia de un alambre de ese tipo con longitud de 24.0 m 64. ¿Qué diámetro debe tener un alambre de cobre si su resistencia ha de ser la misma que la de uno de aluminio de la misma longitud con diámetro de 3.26 mm? 65. Se necesita producir un conjunto de alambres de cobre cilíndricos de 3.50 m de largo con una resistencia de 0.125 cada uno. ¿Cuál será la masa de cada alambre? 66. Un resorte muy apretado con 75 diámetro, está hecho de alambre diámetro. Un óhmetro conectado a una lectura de 1.74 . ¿Cuál es la
vueltas, cada una de 3.50 cm de metálico aislado de 3.25 mm de través de sus extremos opuestos da resistividad del metal?
67. Un cubo de aluminio tiene lados cuya longitud es de 1.80 m. ¿Cuál es la resistencia entre dos de las caras opuestas del cubo? 68. Una bombilla que recibe energía de una batería tiene filamento de tungsteno. Cuando el interruptor que conecta la bombilla con la bater ía se e nc iende por prime ra ve z y la te mper atura de la bombil la es de 20 °C, la corriente en la bombilla es de 0.860 A. Una vez que la bombilla ha e st ado e nce ndida dur ante 30 s, la cor riente e s de 0.22 0 A. Pasado ese tiempo, ¿cuál es la temperatura del filamento? 69. Un sólido rectangular de germanio puro mide 12 cm X 12 cm X 25 cm. Si cada una de sus caras es una superficie equipotencial, ¿cuál es la resistencia entre las caras opuestas que están separadas por a ) la distancia más grande y b) la distancia más corta? 70. Se aplica una diferencia de potencial de 4.50 V entre los extremos de un alambre de 2.50 m de longitud y 0.654 mm de radio. La corriente resultante a través del alambre es de 17.6 A. ¿Cuál es la resistividad del alambre? 71. Un alambre de oro de 0.84 mm de diámetro conduce una corriente eléctrica. El campo eléctrico en el alambre es de 0.49 V/m. ¿Cuáles son a ) la corriente que conduce el alambre; b) la diferencia de
potencial entre dos puntos del ala mbre se par ados por una dista nc ia de 6.4 m; c) la resistencia de un trozo de ese alambre de 6.4 m de longitud? 72. La diferencia de potencial entre puntos de un alambre separados por una distancia de 75.0 cm es de 0.938 V cuando la densidad de corriente es de 4.40 X 10 7 A/ m 2 . ¿Cuáles son a) la magnitud de E en el alambre y b) la resistividad del material con el que está hecho el alambre? 73. a) ¿Cuál es la resistencia de un alambre de nicromel a 0.0 °C si su resistencia es de 100.00 a 11.5 °C? b) ¿Cuál es la resistencia de una varilla de carbono a 25.8 °C si su resistencia es de 0.0160 a 0.0 °C? 74. Se va a utilizar un resistor de carbono como termómetro. En un día de invierno en el que la temperatura es de 4.0 °C, la resistencia del resistor de carbono es de 217.3 . ¿Cuál es la temperatura en un día de primavera cuando la resistencia es de 215.8 ? (Como temperatura de referencia, tome T 0 igual a 4.0 °C.) 75. Un cilindro hueco de aluminio mide 2.50 m de largo y tiene un radio interior de 3.20 cm y un radio exterior de 4.60 cm. Considere cada superficie (interna, externa y las dos caras de los extremos) como equipotenciales. A temperatura ambiente, ¿cuál será la lectura de un ohmímetro si se conecta entre a) las caras opuestas y b) las superficies interior y exterior? 76. Un conductor eléctrico diseñado para transportar corrientes grandes tiene una sección transversal circular de 2.50 mm de diámetro y 14.0 m de longitud. La resistencia entre sus extremos es de 0.104 Ω. a) ¿Cuál es la resistividad del material? b) Si la magnitud del campo eléctrico en el conductor es de 1.28 V/m, ¿cuál es la corriente total? c) Si el material tiene 8.5 X 10 2 8 electrones libres por metro cúbico, calcule la rapidez de deriva media en las condiciones descritas en el inciso b) . 77. Un tubo de plástico de 25.0 m de longitud y 4.00 cm de sumerge en una solución de plata, y se deposita una capa plata de 0.100 mm de e spesor sobr e la super f icie exter ior este tubo recubierto se conecta a través de una batería ¿cuál será la corriente?
diámetro se uniforme de de l tubo. S i de 12.0 V,
78. Un alambre de cobre de 3.00 m de longitud a 20 °C está compuesto por dos sec cione s: una de 1.20 m de lar go co n diá me tro de 1.60 m m, y otra de 1.80 m de longitud con diámetro de 0.80 mm. En la sección de 1.60 mm de diámetro, hay una corriente de 2.5 mA. a. ¿Cuál es la corriente en la sección de 0.80 mm de diámetro? b. ¿Cuál es la magnitud de E en la sección con diámetro de 1.60 mm? c. ¿Cuál es la magnitud de E en la sección con 0.80 mm de diámetro?
d. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los extremos del alambre de 3.00 m de longitud? 79. ¿Cuál es la resistencia de un tostador si 120 V producen una corriente de 4.2 A? 80. ¿Qué voltaje producirá 0.25 A de corriente a través de un resistor de 3800 ? 81. Una secadora de cabello extrae 7.5 A cuando se conecta a una línea de 120 V. a) ¿Cuál es su resistencia? b) ¿Cuánta carga pasa a través de ella en 15 min? (Suponga corriente directa). 82. Una secadora de ropa eléctrica tiene un elemento calefactor con una resistencia de 9.6 . a) ¿Cuál es la corriente en el elemento cuando está conectado a 240 V? b) ¿Cuánta carga pasa a través del elemento en 50 min? 83. Una batería de 9.0 V está conectada a una bombilla cuya resistencia es de 1.6 . ¿Cuántos electrones dejan la batería por minuto? 84. Un ave se sostiene en una línea de transmisión eléctrica de cd que porta 2800 A ( ver fi gur a). La línea tiene 2.5 X 10 - 5 de resistencia por metro y la s patas del ave están se pa ra das 4.0 c m. ¿Cuál es l a diferencia de potencial entre las patas del ave?
85. Un dispositivo eléctrico extrae 6.50 A a 240 V. a) Si el voltaje disminuye un 15%, ¿cuál será la corriente, si se supone que todo lo demás permanece igual? b) Si la resistencia del dispositivo se redujese un 15%, ¿qué corriente se extraería a 240 V? 86. Una batería de 12 V provoca una corriente de 0.60 A ,a través de un resistor, á) ¿Cuál es su resistencia y b) cuántos joules de energía pier de la bat ería por minuto? 87. ¿Cuál es el diámetro de un alambre de tungsteno de 1.00 m de largo cuya resistencia es de 0.32
?
88. ¿Cuál es la resistencia de un alambre de cobre de 3.5 m de longitud y 1.5 mm de diámetro?
89. Calcule la razón entre la resistencia de 10.0 m de alambre de aluminio con 2.0 mm de diámetro y la de 20.0 m de alambre de cobre con 2.5 mm de diámetro. 90. ¿Un alambre de cobre de 2.5 mm de diámetro puede tener la misma resistencia que un alambre de tungsteno de la misma longitud? Proporcione detalles numéricos. 91. Cierto alambre de cobre tiene una resistencia de 10.0 . ¿En qué punto a lo lar go de él se debe c or tar el alambre de modo que la resistencia de una pieza sea 4.0 veces la resistencia de la otra? ¿Cuál es la resistencia de cada pieza? 92. ¿Cuánto tendría que elevarse la temperatura de un alambre de cobre (originalmente a 20°C) para aumentar su resistencia en un 15%? 93. Estime a qué temperatura el cobre tendrá la misma resistividad que el tungsteno tiene a 20°C. 94. Una bombilla de 100 W tiene una resistencia cercana a 12 cuando está fría (20°C) y de 140 cuando está encendida (caliente). Estime la temperatura del filamento cuando está caliente, si se supone un coeficiente de temperatura de resistividad promedio = 0.0060 (C º ) 1 . 95. Un sólido rectangular hecho de carbono tiene lados de longitudes 1.0,2.0 y 4.0 cm, que se encuentran a lo largo de los ejes x,y, z, respectivamente (ver figura). Determine la resistencia para la corriente que pasa a través del sólido en a) la dirección x, b) la dirección y c) la dirección z. La resistividad es
= 3.0 x 10 - 5
.
m.
96. Dos alambres de aluminio tienen la misma resistencia. Si uno tiene el doble de longitud que el otro, ¿cuál es la razón entre el diámetro del alambre más largo y el diámetro del alambre más corto? 97. Un alambre de aluminio se conecta a un suministro de potencia de pre cisión de 10. 00 V, y s e mide prec isa me nte una cor rie nte de 0. 4212 A a 20.0°C. El alambre se coloca en un nuevo ambiente de tempera tura
desconocida donde la corriente temperatura desconocida?
es
de
0.3618
A.
¿Cuál
es
la
98. Una alambre de 10.0 m de longitud está formado por 5.0 m de cobre seguido por 5.0 m de aluminio, ambos de 1.0 mm de diámetro. A través del alambre compuesto se coloca una diferencia de voltaje de 85 mV. a ) ¿Cuál es la resistencia total (suma) de los dos alambres? b) ¿Cuál es la corriente a través del alambre? c) ¿Cuáles son los voltajes a través de la parte de aluminio y a través de la parte de cobre? 99. Para algunas aplicaciones, es importante que el valor d e una resistencia no cambie con la temperatura . Por ejemplo, suponga que se elabora un resistor de 4.70 k a partir de un resistor de carbono y un resistor de alambre devanado de nicro mo conectado junto de modo que la resistencia total es la suma de sus resistencias separadas. ¿Qué valor debe tener cada uno de estos resistores (a 0°C) de modo que la combinación sea independiente de la temperatura? MODELO DE CONDUCCION ELECTRICA
100. Si en un alambre de cobre la magnitud de la velocidad de arrastre de los electrones libres es de 7.84 X 10 -4 m/s, ¿cuál es el campo eléctrico en el conductor? 101. Si se duplica la corriente en un conductor, ¿qué ocurre con (a) la densidad de los portadores de carga, (b) la densidad de la corriente, (c) la velocidad de arrastre de los electrones, (d) el intervalo promedio de tiempo entre las colisiones? 102. El silicio puro contiene aproximadamente 1.0 X 10 1 6 electrones libres por metro cúbico, a ) Consulte la tabla 25.1 para calcular el tiempo libre medio r del silicio a temperatura ambiente, b) Su respuesta para el inciso a ) es un valor mucho mayor que el tiempo libre medio ¿el cobre dado en el ejemplo 25.12. Entonces, ¿por qué el silicio puro tiene una resistividad tan grande en comparación con la del cobre? 103. Un alambre de cobre de 0.65 mm de diámetro porta une pequeña corriente de 2.3 A. ¿Cuál es la rapidez de deriva de los electrones en el alambre? 104. Un alambre de 2.0 mm de diámetro y 5.80 m de longitud porta una corriente de 750 mA cuando a sus extremos se aplican 22.0 mV. Si la rapidez de deriva es de 1.7 X 10 - 5 m/s, determine a ) la resistencia R del alambre, b ) la resistividad ρ y c) el número n de electrones libres por unida d de vo lu me n. 105. En un punto alto en la atmósfera de la Tierra, los iones de He 2 + en una concentración de 2.8 X 10 1 2 / m 3 se mueven hacia el norte con una rapidez de 2.0 X 10 6 m/s. Además, una concentración de 7.0 X 10 1 1 / m 3
de iones O - 2 se mueven hacia el sur con una rapidez de 7.2 X 10 6 m/s. Determine la magnitud y dirección de la corriente neta que pasa a través de unidad de área (A/m 2 ). RESISTENCIA Y TEMPERATURA
106. Mientras tomaba fotografías en Death Valley en un día en que la temperatura era de 58.0°C, Bill Hiker encontró que cierto voltaje, al aplicarlo a un alambre de cobre, produce una corriente de 1.000 A. A continuación Bill viaja a la Antártica y aplica ese mismo voltaje sobre el mismo alambre. ¿Qué corriente se registrará entonces si la temperatura es de -88.0°C? Suponga que el alambre no ha sufrido ningún cambio en su forma y dimensiones. 107. Cierta bombilla tiene un filamento de tungsteno con una resistencia de 19.0 cuando está frío y de 140 cuando está caliente. Suponga que la resistividad del tungsteno varía linealmente con la temperatura, incluso en el amplio rango de temperaturas que aquí se mencionan, y determine la temperatura del filamento caliente. Suponga que la temperatura inicial es de 20°C. 108. Un alambre de carbono y un alambre de Nicromo están conectados en serie, de forma que en ambos alambres existe una misma corriente. Si la combinación tiene una resistencia de 10.0 k a 0°C, ¿cuál es la resistencia de cada uno de los alambres a 0°C de forma que la resistencia de la combinación no cambie con la temperatura? La resistencia total o equivalente de los resistores en serie es la suma de sus resistencias individuales. 109. Un alambre de aluminio con un diámetro de 0.100 mm tiene aplicado en toda su longitud un campo eléctrico uniforme de 0.200 V/m. La temperatura del alambre es de 50.0°C. Suponga que sólo existe un electrón libre por cada átomo, (a) Utilice la información de la tabla 5.1 y determine la resistividad, (b) ¿Cuál es la densidad de corriente en el alambre? (c) ¿Cuál es la corriente total en el alambre? (d) ¿Cuál es la velocidad de arrastre de los electrones de conducción? (e) ¿Cuál es la diferencia de potencial que debe existir entre las extremidades de un tramo de alambre de 2.00 m de longitud para producir el campo eléctrico mencionado? 110. ¿Cuál es el cambio fraccionario en la resistencia de un filamento de hierro cuando su temperatura pasa de 25.0"C a 50.0°C? POTENCIA Y ENERGIA ELECTRICA
111. Un tostador tiene una potencia nominal de 600 W al conectarse a una alimentación de 120 V. ¿Cuál es la corriente en el tostador y cuál es su resistencia? 112. En una instalación hidroeléctrica, una turbina suministra 1 500 hp a un generador, el cual, a su vez, transforma 80.0% de la energía mecánica en transmisión eléctrica. En estas condiciones, ¿qué corriente entrega el generador a una diferencia de potencial terminal de 2 000 V?
113. Suponga que una oscilación de voltaje produce durante un momento 140 V. ¿En qué porcentaje se incrementa la salida de energía de una bombilla de 120 V, 100 W? Suponga que su resistencia no cambia. 114. Una bobina calefactora de 500 W, diseñada para operar a 110 V, está hecha de alambre de Nicromo de 0.500 mm de diámetro. (a) Suponiendo que la resistividad del Nicromo se mantiene constante a 20.0°C, determine la longitud del alambre utilizado. (b) Ahora imagine la variación de la resistividad en función de la temperatura. ¿Cuál será la potencia de la bobina del inciso (a) que realmente entregue cuando se calienta a 1200°C? 115. Una bobina de alambre de Nicromo tiene 25.0 m de largo. El alambre tiene un diámetro de 0.400 mm y está a 20.0°C. Si el alambre transporta una corriente de 0.500 A, ¿cuáles son (a) la magnitud del campo eléctrico en el alambre y (b) la potencia entregada? (c) Si la temperatura se incrementa hasta 340°C y el voltaje aplicado al alambre se mantiene constante, ¿cuál es la potencia entregada? 116. Las baterías se especifican en ampere-hora (A . h). Por ejemplo, una batería que puede producir una corriente de 2.00 A durante 3 h se especifica como 6.0 A . h. (a) ¿Cuál es la energía total, en kilowatt-horas, almacenadas en una batería de 12.0 V, nominal-mente de 55.0 A . h? (b) A $0.3543 por kilowatt-hora, ¿cuál es el valor de la electricidad producida por esta batería? 117. Una batería de 10.0 V está conectada a un resistor de 120 . Si se ignora la resistencia interna de la batería, calcule la potencia entregada al resistor. 118. Los reglamentos de construcción para residencias requieren típicamente el uso de alambre de cobre calibre 12 (diámetro 0.2053 cm) para alambrar los contactos de pared. Estos circuitos llevan corrientes de hasta 20 A. Un alambre con un diámetro menor (de un calibre superior), podría llevar una corriente similar, pero el alambre se podría calentar a una temperatura elevada y causar un incendio, (a) Calcule la rapidez a la cual se produce energía interna en 1.00 m de alambre de cobre calibre 12 que lleva una corriente de 20.0 A. (b) Repita el cálculo, pero para un alambre de aluminio. ¿Sería un alambre de aluminio calibre 12 tan seguro como el de cobre? 119. Un lámpara fluorescente ahorradora de energía de 11.0 W está diseñada para producir la misma iluminación que una bombilla incandescente convencional de 40 W. ¿Cuánto ahorra el usuario de la lámpara ahorradora de energía durante 100 horas de uso? Suponga que la compañía eléctrica cobra 0.3543soles/kWh 120. Se estima que en los Estados Unidos existen 270 millones de relojes de conexión eléctrica, es decir, aproximadamente un reloj por persona. Los relojes convierten energía a una rapidez promedio de 2.50 W. Para suministrar esta energía, ¿cuántas toneladas métricas de carbón se queman por hora en las plantas generadoras eléctricas de carbón, que son, en promedio, 25% eficientes? El calor de la combustión para el carbón es de 33 MJ/kg. 121. Calcule el costo diario de operación de una lámpara que toma una corriente de 1.70 A de una línea de 220 V. Suponga que el costo de esta energía es de 0.3543 soles/kWh.
122. El elemento calefactor de una cafetera opera a 120 V y tiene una corriente de 2.00 A. Suponiendo que el agua absorbe toda la energía suministrada al resistor, calcule el tiempo que se necesita para elevar la temperatura de 0.500 kg de agua de la temperatura ambiente (23.0°C) hasta el punto de ebullición. 123. Cierto tostador tiene un elemento calefactor hecho de alambre de Nicromo. Cuando se le conecta por primera vez a una alimentación de 120 V (estando el alambre a una temperatura de 20.0°C), la corriente inicial es de 1.80 A. Sin embargo, la corriente empieza a reducirse conforme el elemento calefactor aumenta su temperatura. Cuando el tostador alcanza su temperatura de operación final, la corriente se ha reducido a 1.53 A. (a) Determine la potencia entregada al tostador cuando está a su temperatura de operación, (b) ¿Cuál es la temperatura final del elemento calefactor? 124. El costo de la electricidad varía ampliamente en el Perú; un valor típico es 0,3543 soles/kWh. Con este precio unitario, calcule el costo de (a) dejar encendida la luz exterior de una casa durante dos semanas mientras el propietario está de vacaciones, (b) obtener una rebanada de pan tostado oscuro en 3.00 min utilizando un tostador de 970 W, y (c) secar una carga de ropa en 40.0 min en una secadora de 5200 W. 125. Una empresa pública eléctrica suministra energía al domicilio de un consumidor a partir de las líneas de energía propias (a 120 V) mediante dos alambre de cobre, cada uno de los cuales tiene 50.0 m de largo y una resistencia de 0.108 , por tramo de 300 m. (a) Determine el voltaje en el domicilio del cliente para una corriente de carga de 110 A. Para esta corriente, encuentre (b) la potencia que está recibiendo el cliente y (c) la energía eléctrica disipada en los alambres de cobre. 126. La corriente en un resistor disminuye por 3.00 A cuando se reduce el voltaje aplicado a dicho resistor de 12.0 V a 6.00 V. Determine la resistencia del resistor. 127. Un automóvil eléctrico ha sido diseñado para funcionar a partir de un banco de baterías de 12.0 V con un almacenamiento total de la energía de 2.00 X 10 7J. (a) Si el motor eléctrico consume 8.00 kW, ¿cuál es la corriente que se le suministra al motor? (b) Si el motor eléctrico consume 8.00 kW conforme el automóvil se mueve a una velocidad constante de 20.0 m/s, ¿qué distancia recorrerá el automóvil antes de quedarse sin energía? 128. Un resistor con diferencia de potencial de 15.0 V a través de sus extremos desarrolla energía térmica a una tasa de 327 W. a) ¿Cuál es su resistencia? b) ¿Cuál es la corriente en el resistor? 129. Bombillas eléctricas. La especificación de la potencia de una bombilla elé ctric a ( como las comunes de 1 00 W) e s la pote nc ia que disipa cuando se conecta a través de una diferencia de potencial de 120 V. ¿Cuál es la resistencia de a) una bombilla de 100 W y b) una bombilla de 60 W? c) ¿Cuánta corriente pasa por cada tipo de bom billa en su uso nor mal ? 130. Si se conecta una bombilla eléctrica de "75 W" (véase el problema 25.43) a través de una diferencia de potencial de 220 V (como en Europa), ¿cuánta potencia disipa?
131. Bombilla eléctrica europea. En Europa el voltaje estándar doméstico es de 220 V y no de 120 V, como en Estados Unidos. Por consiguiente, se entiende que una bombilla europea de "100 W" se usaría con una diferencia de potencial de 220 V (véase el problema 25.44). a) Si se lleva una bombilla europea de "100 W" a un hogar estadounidense, ¿cuál debería ser su especificación en Estados Unidos? b ) ¿Cuánta corriente tomaría la bombilla europea de 100 W al usarse normalmente en Estados Unidos? 132. El receptor de un sistema de posicionamiento global (GPS), que funciona con baterías, opera a 9.0 V y toma una corriente de 0.13 A. ¿Cuánta energía eléctrica consume en 1.5 h? 133. La capacidad de un acumulador, como los que se utilizan en los sistemas eléctricos de los automóviles, se especifica en amperes- hora (A • h). Un acumulador de 50 A • h puede suministrar una co rriente de 50 A durante 1.0 h, o de 25 A durante 2.0 h, y así sucesivamente, a ) ¿Cuál es el total de energía que puede suministrar un acumulador de 12 V y 60 A • h si su resistencia interna es insignifi cante? b) ¿Qué volumen de gasolina (en litros) tiene un calor total de combustión que es igual a la energía obtenida en el inciso a)? (Consulte la sección 17.6; la densidad de la gasolina es 900 kg/m 3 .) c) Si un generador con potencia de salida e léctr ica me dia de 0.45 kW se c o nec ta a l acumulador, ¿cuánto tiempo se requerirá para que el acumulador se cargue por completo? 134. Un calentador eléctrico de "540 W" está diseñado para operar en líneas de 120 V. a ) ¿Cuál es su resistencia? b) ¿Cuál es la corriente que toma? c) Si el voltaje en la línea disminuye a 110 V, ¿cuánta energía toma el calentador? (Suponga que la resistencia es constante. La realidad es que se modificará debido al cambio de temperatura.) d) Las bobinas del calentador son metálicas, por lo que la resistencia del calentador se reduce al disminuir la temperatura. Si se toma en cuenta el cambio de la resistencia con la temperatura, ¿la energía eléctrica consumida por el calentador será mayor o menor de lo que se calculó en el inciso c)? Explique su respuesta. 135. El costo común de la energía eléctrica es de 0,3543 soles por kilowatt- hora. a ) Algunas personas mantienen encendido todo el tiempo una lámpara cerca de la puerta de entrada. ¿Cuál es el costo anual de tener encendida una bombilla de 75 W día y noche? b) Suponga que su refrigerador utiliza 400 W de potencia cuando está en operación, y que funciona 8 horas al día. ¿Cuál es su costo anual de operación? 136. Una persona cuya resistencia corporal medida entre sus manos es de 10 kΩ toma por accidente las terminales de una fuente de energía de 14 kV. a ) Si la resistencia interna de la fuente de energía es 2000 Ω, ¿cuál es la corriente a través del cuerpo de la persona? b ) ¿Cuál es la potencia disipada e n su c ue rp o? c) Si l a fuente de e ne r gía debe hacerse segura incrementando su resistencia interna, ¿de cuánto debe
ser la resistencia interna para que la máxima corriente en la situación anterior sea de 1.00 mA o menos? 137. La resistividad general media del cuerpo humano (aparte de la resistencia superficial de la piel) es alrededor de 5.0 Ωm. La trayec toria de conducción entre las manos puede representarse aproximadamente como un cilindro de 1.6 m de largo y 0.10 m de diámetro. La resistencia de la piel se vuelve despreciable si se sumergen las manos en agua salada, a) ¿Cuál es la resistencia entre las manos si la resistencia de la piel es despreciable? b) ¿Cuál es la diferencia de potencial que se nece sita e ntr e l as man os pa ra que ha ya una desca r ga de corriente letal de 100 mA? (Observe que el resultado demuestra que las pequeñas diferencias de potencial producen corrie ntes peligrosas si la piel e stá húmeda .) c) Con la corriente que se calculó en el inciso b), ¿cuánta potencia se disipa en el cuerpo? 138. Un relámpago azota el extremo de un pararrayos de acero y produce una corriente de 15, 000 A que dura 65 μs. El pararrayos mide 2.0 m de altura y 1.8 cm de diámetro, y su extremo inferior está conectado a tierra por medio de un alambre de cobre de 8.0 mm de diámetro. a) Calcule la diferencia de potencial entre la parte super ior del par arr ayos de ac ero y el e xtr e mo inf er ior del ala mbre de cobr e d urante la corriente, b) Determine la energía total que se deposita en el par arr ayos y e n el a la mbr e por la corr iente. 139. El elemento calefactor de un horno eléctrico está diseñado para produc ir 3. 3 kW d e c alor cuando se cone cta a una f ue nte de 240 V. ¿Cuál debe ser la resistencia del elemento? 140. ¿Cuál es el consumo de potencia máxima de un reproductor de discos compactos portátil de 3.0 V que extrae un máximo de 320 mA de corriente? 141. ¿Cuál es el voltaje máximo que se puede aplicar a través de un resistor de 2.7 kΩ clasificado a 3/4 de watt? 142. a) Determine la resistencia, y la corriente a través de una bombilla de 75 W conectada a su fuente de voltaje apropiada de 120 V. b) Repita el cálculo para una bombilla de 440 W. 143. El calefactor de 115 V de una pecera está clasificado en 110 W. Calcule a) la corriente a través del calefactor cuando e stá en funcionamiento y b ) su resistencia. 144. Una secadora de cabello de 120 V tiene dos configuraciones: 850 y 1250 W. a) ¿En cuál configuración se espera que la resistencia sea mayor? Después de hacer una suposición, determine la resistencia en b) la configuración más baja y c) la configuración más alta.
145. Una persona compra en Europa una bombilla de 75 W, donde la electricidad se entrega a los hogares a 240 V. Si la bombilla se usa en Estados Unidos a 120 V (suponiendo que su resistencia no cambia), ¿qué tan brillante será en relación con las bombillas de 75 W y 120 V? [Sugerencia: Suponga que la brillantez es proporcional a la potencia consumida]. 146. ¿Cuántos kWh de energía usa un tostador de 550 W en la mañana, si está en funcionamiento durante 15 min? A un costo de 0,3 543 soles/kWh, estime cuánto sumaría esto a la factura mensual de consumo eléctrico si el tostador se utiliza cuatro mañanas a la semana. 147. A 0,3543 soles por kWh, ¿cuánto cuesta dejar encendida día y noche la luz de 25 W del porche durante un año? 148. ¿Cuál es la cantidad total de energía almacenada en una batería de automóvil de 12 V y 85 A • h cuando está completamente c argada? 149. ¿Cuántas bombillas de 100 W, conectadas a 120 V como en la figura, se pueden usar sin quemar un fusible de 15 A?
150. Un cordón de extensión hecho diámetro (alambre de cobre del conecta a un calefactor eléctrico 120 V. ¿Cuánta potencia se disipa
de dos alambres de 0.129 cm de número 16) y 2.7 m. de largo se que extrae 15.0 A en una línea de en el cordón?
151. Una estación eléctrica entrega 620 kW de potencia a 12,000 V a una fábrica mediante alambres con resistencia total de 3.0 . ¿Cuánta potencia dej a de de sper diciar se si la e lectr icidad se e ntr ega a 50, 000 V en lugar de a 12,000 V? 152. La corriente en un electroimán conectado a una línea de 240 V es de 17.5 A. ¿A qué tasa debe pasar el agua de enfriamiento sobre las bobinas, si la te m pe r atura del a gua no se de be ele va r en no má s de 7.50 o C? 153. Un pequeño calefactor de inmersión se utiliza en un automóvil con el fin de calentar una taza de agua para preparar café o té. Si el calefactor es capaz de calentar 120 mL de agua de 25 a 95°C en 8.0 min, a) ¿aproximadamente cuánta corriente extrae de la batería de 12 V del automóvil, y b) cuál es su resistencia? Suponga q ue el fabricante anuncia un 60% de eficiencia. 154. ¿Cuál es la corriente promedio extraída por un motor de 1.0 hp y 120 V? (1 hp = 746 W). 155. Una persona accidentalmente deja encendidas las luces de su automóvil. Si cada uno de los dos faros es de 40 W y cada una de las dos luces traseras es de 6 W, para un total de 92 W, ¿cuánto durará una batería nueva de 12 V si está clasificada a 95 A • h? Suponga que los 12 V aparecen a través de cada bombilla. 156. El elemento calefactor de un calentador de 1500 W y 110 V mide 5.4 m de largo. Si está hecho de hierro, ¿cuál debe ser su diámetro? 157. Una pequeña ciudad requiere aproximadamente 10 MW de potencia. Suponga que, en lugar de usar líneas de alto voltaje para suministrar la potencia, ésta se entrega a 120 V. Si se supone una línea de dos alambres, con alambres de cobre de 0.50 cm de diámetro, estime el costo de la pérdida de energía por calor por hora por metro. El costo de la electricidad es de 0,3543soles por kWh. 158. a) Una casa particular usa un calefactor de 1.8 kW 3.0 h/día (tiempo "encendido"), cuatro bombillas de 100 W 6.0 h/día, un elemento de estufa eléctrica de 3.0 kW durante un total de 1.4 h/día, y potencia diversa que representa 2.0 kWh/día. Si la electricidad cuesta 0,3543 soles por kWh, ¿cuál será su facturación mensual (30 días)? b) ¿Cuánto carbón (que produce 7000 kcal/kg) debe quemar una planta eléctrica que es un 35% eficiente para proporcionar las necesidades anuales de esta casa?
159. Una secadora de cabello de 1200 W está diseñada para 117 V. a) ¿Cuál será el cambio porcentual en la salida de potencia si el voltaje cae a 105 V? Suponga que no hay cambio en la resistencia. b) ¿Cómo afectaría su respuesta el cambio real en resistividad? 160. El alambrado de una casa debe ser lo suficientemente grueso de modo que no se caliente demasiado como para iniciar un incendio. ¿Qué diámetro debe tener un alambre de cobre si debe portar una corriente máxima de 35 A y no producir más de 1.8 W de calor por metro de longitud? 161. Un horno de microondas que tiene una eficiencia del 65% entrega 950 W de energía por segundo al interior. Calcule a) la potencia extraída de la fuente y b) la corriente extraída. Suponga una fuente de voltaje de 120 V.
162. A dos diferentes conductores hechos del mismo material se aplican 220 V. Un conductor tiene el doble de longitud y el doble de diámetro que el segundo. ¿Cuál es la razón de la potencia transformada en el primer o en r elación c on e l se gundo? 163. Un calefactor eléctrico se usa para calentar una habitación de 62 m 3 de volumen. El aire se lleva a la habitación a 5°C y es sustituido por completo dos veces por hora. La pérdida de calor a través de las par edes r epresenta aproxi mada me nte 850 kc al/h. Si e l a ire se va a mantener a 20°C, ¿qué wattaje mínimo debe tener el calefactor? (El calor específico del aire es de 0.17 kcal/kg.C°). 164. Un horno de 2200 W está conectado a una fuente de 240 V. a ) ¿Cuál es la resistencia del horno? b) ¿Cuánto tiempo tardará en llevar 120 mL de agua a 15°C a 100°C, si se supone una eficiencia del 75%? c) ¿Cuánto costará esto a 0,3543 soles/kWh? 165. Un proyecto de vehículo eléctrico utiliza baterías de almacenamiento como su fuente de energía. Su masa es de 1560 kg y es activado por 24 baterías, cada una de 12 V y 95 A • h. El automóvil es conducido sobre caminos a nivel a una rapidez promedio de 45 km/h, y la fuerza de fricción promedio es de 240 N. Suponga una eficiencia del 100% e ignore la energía utilizada para la aceleración. Cuando el vehículo está detenido no se consume energía, pues el motor no necesita marchar en vacío, a ) Determine la potencia requerida, b) ¿Después de aproximadamente cuántos kilómetros se deben recargar las baterías? 166. Un resistor de 12.5 está hecho de una bobina de alambre de c obre cuya masa total es de 18.0 g. ¿Cuál es el diámetro del alambre y cuál es su longitud?
167. Una bombilla de 100 W y 120 V tiene una resistencia de 12 cuando está fría (20°C) y de 140 cuando está encendida (caliente). Calcule su consumo de potencia a) en el instante en que se enciende y b) de spués de unos c uantos momentos, cuan do está c aliente. 168. El calefactor de una pecera está clasificado en 95 W cuando se conecta a 120 V. El elemento calefactor es una bobina de alambre de nicromo. Cuando no está enrollado, el alambre tiene una lon gitud total de 3.8 m. ¿Cuál es el diámetro del alambre? 169. En un automóvil, el voltaje del sistema varía desde 12 V, cuando el carro está apagado, hasta 13.8 V cuando está encendido y el sistema de carga está en operación, lo que significa una diferencia del 15%. ¿En qué porcentaje varía la potencia entregada a los faros conforme el voltaje cambia de 12 V a 13.8 V? Considere que la resistencia del faro per ma ne ce constante. 170. La bombilla A está clasificada en 120 V y 40 W para uso doméstico. La bombilla B está clasificada en 12 V y 40 W para aplicaciones automotrices, a) ¿Cuál es la corriente a través de cada bombilla? b) ¿Cuál es la resistencia de cada una? c) En una hora, ¿cuánta carga pasa a tr avés de cada bo mbilla ? d) En una hora , ¿c uá nta ene rgía utiliza cada una? e) ¿Cuál de ellas requiere alambres de mayor diámetro para conectarse a su fuente de potencia?
INFORMACION ADICIONAL
Resistores diversos que se utilizan en los circuitos eléctricos.
RESISTIVIDADES Y COEFICIENTES TERMICOS DE RESISTIVIDAD PARA DIVERSOS MATERIALES
FORMULAS
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