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FSICA II
CAPTULO N 1: CONDENSADORES
DEFINICIN:
La Capacidad Elctrica de un condensador se define como la cantidad de carga que puede almacenar un condensadorelctrico por unidad de potencial elctrico.
V
QC =
Donde:Q: Carga elctricaV: Diferencia de potencialC: Capacidad elctrica
Unidades:
Q V CS. I. Coulomb voltios Faradios
CONDENSADORES ELECTRICOS PLANOS:
Son dispositivos formados por dos placas paralelas idnticas con igual magnitud de carga pero de signos contrarios.La distancia de separacin entre las placas debe ser muy pequea con la finalidad de obtener un campo elctricohomogneo y uniforme. Donde la capacidad elctrica de un condensador plano es directamente proporcional al rea de lasplacas e inversamente proporcional a la distancia de separacin. Por lo tanto podemos decir que la capacidad elctrica
depende de la forma geomtrica del condensador.
d
AkEC
o=
Eo = permitividad elctrica del vacoEo = 8,85.10
-12 F/m
A = rea (en m2)D = distancia (en m)K = constante dielctrica (k 1)
kvaco = kaire = 1
Energa almacenada en un condensador (W):
El trabajo que se realiza para cargar un condensador se convierte en energa, la cual se almacena en forma de campoelctrico entre las placas
2
21 1 1 QW CV QV
2 2 2 C= = =
W en Joules (J)
Asociacin de Condensadores:
.
d
+ + + + + + + + + + + ++
++
------
- - - - - - - - - - - - - - - -
+ Q
- Q
A
-
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Los condensadores se pueden asociar en serie y en paralelo
a) Asociacin en Serie:
VT
V1
V2
V3+ - + - + -
C1
C2
C31q 2q 3q T
Q CT
VT
T 1 2 3Q q q q= = =
T 1 2 3V v v v= + +
1 2 3
1 1 1 1
TC C C C
= + +
Observacin:
1) Si tenemos dos condensadores en serieEntonces la suma ser igual al producto sobre la suma de dichos capacitores:
c1
c2
1 2
1 2
T
c cC
c c=
+
2) Si tenemos varios condensadores idnticos conectados en serieEntonces la suma ser igual al valor de uno de ellos sobre la cantidad de condensadores.
=T
CC
n
b) Asociacin en Paralelo:
V1 V2 V3+
-C
1C
2C
3
1q TQ
CT
VT
+
-
+
-
2q 3q
+
-
1 2 3TQ q q q= + +
1 2 3= = =TV v v v
1 2 3TC c c c= + +
o= 8.85.10-12 F/mC : capacidado: permitividad elctrica del aire o vacoA: read: distanciaK: Constante dielctrica
PUENTE DE WHEATSTONE
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Es aquel sistema formado por cinco condensadores, de manera que cuando se verifica la igualdad:
C1.C4 =C2.C3El quinto condensador (C5) queda totalmente descargado
01. Calcular la capacidad equivalente en el circuito decondensadores mostrados.
a) 2F b) 3F c) 6Fd) 9F e) 12F
02. Calcular la capacidad equivalente en el circuito decondensadores mostrados.
a) 2F b) 3F c) 6Fd) 9F e) 12F
03.Calcular la capacidad equivalente en el circuito decondensadores mostrados. Si todos los condensadores
estn en F
a) 1F b) 2F c) 3Fd) 4F e) 5F
04. Calcular la carga total que almacena el circuito mostrado.
a) 2C b) 4C c) 6Cd) 8C e) 10C
05. En el circuito mostrado calcular el voltaje de la fuente sise sabe que almacena una carga total de 32 C.
V8F 8F 8F 8F
a) 1V b) 2V c) 3Vd) 4V e) 5V
06. En el circuito mostrado calcular el voltaje total de lafuente si almacena una carga total de 5C y loscondensadores estn dados en F.
a) 1V b) 2V c) 3Vd) 4V e) 5V
07. Calcular el voltaje en el condensador de 3F.
4V
3F
1F 2F
a) 4V b) 2V c) 6V
.
C1
C5
C2
C3
C4
6F3V
3F
6V
4 2
2 1 1 1
3F6V
3F
6F
4F2V
3F
2F
V 3 222
3
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6F
12F
3F
10F
15F
d) 8V e) 10V
08. Calcular el voltaje en el condensador de 2F.
1V
6F
2F 3F
a) 1V b) 2V c) 3Vd) 4V e) 5V
01. Encontrar la capacidad equivalente entre los puntos X yY en el circuito mostrado.
2F 2F
3F
12F
X
Y
a) 0,5F b) 1,5F c) 2,5Fd) 3,5F e) 4,5F
02. Hallar la capacidad equivalente en el circuito mostrado.
6F6F
4F
9F
18F
a) 1F b) 2F c) 3Fd) 4F e) 5F
03. Hallar la capacidad equivalente entre los terminales A yB.
3F 6F1F
3F
3F
3F
A B
a) 1F b) 2F c) 3Fd) 4F e) 5F04. Calcular la capacidad equivalente en el circuito decondensadores mostrados. Si estn dados en F
2F1V
2F
2F
4F
1F
a) 1F b) 2F c) 3Fd) 4F e) 5F
05. En el circuito mostrado encontrar la capacidadequivalente.
a) 1F b) 2F c) 3Fd) 4F e) 5F
06. En el circuito mostrado calcular la capacidad equivalenteentre los puntos A y B.
2C 2C2C
C
C
C
C
A B
a) C b) 2C c) C/2d) 10C e) 5C
01. Encontrar la diferencia de potencial en el condensador de
12F.
4F 12F
48V
++
--X Y
a) 4V b) 16V c) 12Vd) 36V e) 48V
02. Determinar la carga en C del condensador de laderecha, que en conjunto almacenan QT=120 C
3F 5F2F
X
Y
a) 60 b) 12 c) 24d) 36 e) 9003. Sabiendo que la diferencia de potencial entre los puntosx y y es 20V encontrar la carga total que almacena loscapacitores mostrados.
6F 3F
X Y
a) 4C b) 40C c) 400Cd) 2C e) 20C
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04. Sabiendo que Vxy = 20V. Encontrar la carga total de loscapacitores mostrados.
6F 12F
X Y
4F
a) 40C b) 30C c) 20Cd) 5C e) 10C
05. Si sabemos que Vab.=10V. Determinar la carga total.
1F 2F 3F
a
b
a) 40C b) 30C c) 20Cd) 50C e) 10C
06. Calcular el voltaje que Vxy Si q= 60C
4F 10F
X Yq
a) 20 V b) 21 V c) 22 Vd) 23 V e) 24 V
07. Hallar el voltaje Vxy
1F 3F
X Y
2F
60C+ -
a) 100 V b) 110 V c) 120 Vd) 140 V e) 150 V
08. Determinar la carga que almacena el capacitor de menorcapacidad, si la carga total es de 10C.
2F 3F
a) 4C b) 3C c) 2Cd) 5C e) 6C
09. Determinar la carga que almacena el capacitor de mayorcapacidad, si la carga total es de 20C.
1F 4F 5F
a) 10C b) 11C c) 12Cd) 13C e) 14C
10. Determine la capacitancia equivalente entre A y B.
a) 5F b) 2F c) 1Fd) 3F e) 7F
11. Calcule la capacidad equivalente, entre a y b, todas estnen F
a) 25F b) 10F c) 4Fd) 8F e) 2F
12. La energa almacenada por C2 = 8 F es 576 J, calcularla carga elctrica en C3 = 6 F.
C1A BC2 C3
a) 12C b) 36C c) 72Cd) 24C e) 48C
13. Para el acoplamiento de condensadores mostrado,determinar la capacidad equivalente entre los puntos A y B.
A B
2 F1 F 3 F 4 F
a) 5F b) 2F c) 1Fd) 3F e) 6F
14. Halle la capacitancia equivalente entre x e y.
a) 2,5F b) 2F c) 1Fd) 3F e) 1,5F
15. En el siguiente sistema de condensadores determine lacapacitancia equivalente entre M y N.
.
3F 1F
5F
3F
A B
2 2 2 2 2a b
3F
4F
2F
3F
x
y
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a) 2,5F b) 2F c) 4Fd) 3F e) 1,5F
16. Determine la capacitancia equivalente entre A y B.
a) 15F b) 18F c) 8Fd) 10F e) 12 F
17. Hallar la capacidad equivalente entre los puntos A y B.
C
A B
C C 6C
a) C b) 3C c) C/2d) 6C e) 2C
18. Determine la capacitancia equivalente entre los extremosa y b del sistema mostrado.
a) 4F b) 2F c) 3Fd) 3,6F e) 2,5F
19. Determine la capacidad equivalente entre los bornes a yb.
a) 2F b) 3F c) 4Fd) 5F e) 6F20. Estime la capacidad equivalente entre a y b.
6 F
3 F
a
b6 F
3 F
6 F
6 F
6 F
a) 2F b) 3F c) 4Fd) 5F e) 1F
01. Hallar la capacidad equivalente entre A y B.
C
A
B
C
C
a) 2C/3 b) 3C c) 3C/2d) 3C/7 e) C/2
02. Calcular el valor del condensador equivalente entre losterminales A y B
a) 4F b) 2F c) 10Fd) 8F e) 12F
03. Encontrar la capacidad total entre los terminales A y B
a) 2F b) 7F c) 20Fd) 15F e) 35F
04. Determine la capacidad equivalente entre los bornes a yb.
1F
1F
M
N
1F
1F
B
6F
A5F 5F
5F
15F
a
b
8F
3F8F
10F
4F
4F
A
B
3F
4F 4F
6F
A
B
7F
15F
1F 21F
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a) 12F b) 13F c) 14Fd) 10F e) 16F
05. Calcular la capacidad total del condensador equivalenteentre los terminales A y B
a) 2F b) 16F c) 8Fd) 32F e) 20F
06. Determinar la capacidad equivalente entre los bordes 1 y2 del siguiente sistema de capacitares idnticos decapacidad C cada uno.
a) 2C b) 3C c) 4C
d) 5C e) 2,5C
01. 1En el circuito mostrado, hallar la capacidad equivalenteentre A y B.
A
B
6 F
2 F
1 F
a) 4,5F b) 1F c) 3Fd) 2F e) 1,5F
02. Calcular la capacidad equivalente entre los puntos a y b.
a
3 F
2 F1 F
1 F
1 Fb
3 F
a) 1F b) 2F c) 4Fd) 8F e) 6F
03. Hallar la capacidad equivalente en el circuito mostrado:
6 F
2 F
2 F2 F6 F
6 F
a) 1/5F b) 2/5F c) 4/5Fd) 5/4F e) 6/5F
04. Determine la capacitancia equivalente entre los extremosa y b del sistema mostrado.
a) 3F b) 2F c) 4Fd) 2,5F e) 3,6F
05. En el circuito elctrico mostrado hallar la capacidadelctrica entre los terminales A y B
a) 7F b) 30F c) 14Fd) 20F e) 35F
06. En el circuito mostrado determine la energa quealmacena el circuito.
20 V
2 F
+ -
3 F 6 F
4 F
a) 100J b) 300 J c) 400 Jd) 200 J e) 500 J
07. En el circuito mostrado determine la energa almacenada.
.
a
b
8F
3F 8F
10F
4F
4F
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3 F9 V+
-
2 F
20 F
5 F
a) 54J b) 50 J c) 63 Jd) 72 J e) 36 J
08. Determinar la capacidad equivalente
3
6
2
F
F
F
F+V o
1
a) 6/5uF b) 5/6uF c) 1/6uF
d) 3/5uF e) N.A
09. Hallar la capacidad equivalente entre los terminales A y B
6F 2F
3F
1F
2F
A
B
a) 1F b) 2F c) 4Fd) 5F e) 3F10. Estime la capacidad equivalente entre a y b.
a) 1 F b) 2 F c) 3 F
d) 4 F e) 5 F
11. Cul es la carga del circuito cuando entre a y b
aplicamos una diferencia de potencial de 450V?
a) 1mC b) 3mC c) 5mC
d) 7mC e) 9mC
CAPITULO N 2: ELECTRODINMICA
DEFINICION DE CORRIENTE ELCTRICA
Cuando a los extremos de un conductor aplicaremos una diferencia de potencial (voltaje) se establece en el conducot uncampo electrico que impulsa los portadores de carga y se produce la corriente electrica.
La corriente electrica (I) en un conductor es la razon a la que la carga pasa a traves de cualquier seccion recta delconductor.Matematicamente:
qI
t=
Unidades en el SI:
q t i
Coulomb(C) Segundo(s) C/s ampere (A)
RESISTENCIA ELECTRICA (R)
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Es la resistencia al flujo de cargas que ofrece el alambre. Todo alambre, as sea buen conductor, ofrece cierta resistencia alpaso de la corriente.
LEY DE OHMConectando un alambre conductor a una bateria se establece un flujo de corriente (I) en el conductor debido al voltaje (V) dela bateria.La corriente (I) en un conductor metalico es proporcional al voltaje (V) aplicado a sus extremos.
Representacion esquematicamente:
A mayor voltaje o diferencia de potencial (V) mayor sera la corriente (I)
Matematicamente: I =V
R
Unidades en SI:I V R
Ampere (A) Volt(V) Ohm()
La Ley de Ohm no es fundamentalmente una ley, sino mas bien una relacion empirica valida solo para ciertos materiales.Muchos metales obedecen a la Ley de Ohm y son llamados ohmicos. Los materiales que no obedecen la Ley de Ohm sonllamados no ohmicos.
LEY DE POUILLETLa resistencia es directamente proporcional a la longitud del conductor e inversamente proporcional a la seccion recta delconductor
R e s i s t i v i d a d ( p )
A
L
LR
A=
ASOCIACION DE RESISTENCIAS:En un circuito las resistencias se pueden combinar bsicamente en serie y en paralelo.
RESISTENCIAS EN SERIE:Cuando se conectan una a continuacin de otras.
Esta conexin en serie se observa que:I) La corriente que entrega la batera (IT) es igual a la corriente de pasa por cada resistencia.
IT = I1 = I2 = I3 (1)
II) El voltaje que entrega la bateria (VT) se reparte en cada resistencia.
VT = V1 + V2 + V3 ...........(2)
Usando la ley de Ohm (V=IR)
.
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ITRT = I1R1 + I2R2 + I3R3
Cancelando las corrientes:
RT = R1 + R2 + R3RESISTENCIAS EN PARALELO
Cuando se conectan a los mismo terminales.
En esta conexion en paralelo se observa que:
I) La corriente que entrega la bateria (IT) se reparte en cada resistencia.
IT = I1 + I2 + I3 ..(1)
II) Todas las resistencias estn sometidas al mismo voltaje, el de la batera:
VT = V1 = V2 = V3 .........(2)
Usamos la ley de Ohm (I=V
R) en la ecuacion (1):
3T 1 2
T 1 2 3
VV V V
R R R R= + +
Cancelando el voltaje:
T 1 2 3
1 1 1 1
R R R R
= + +
EFECTO JOULE:Si conectamos un bombillo elctrico a los bornes de una batera observamos que luego de encenderse gradualmente se vacalentando; es decir, las resistencias elctricas se calientan cuando por ellas pasa corriente elctrica.El efecto Joule establece que en una resistencia la energa elctrica se transforma en calor
ENERGA DISIPADA EN UNA RESISTENCIA
V
RW = V i t = i R t = t
22
Unidades en el S.I.
V R t W
V s J
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01. Por un alambre conductor circula 20A en 5min,determinar la cantidad de carga.
Rpta.: __________
02.Se sabe que por un conductor circula 8A en 4min,determinar el nmero de electrones que pasan por suseccin recta.
Rpta.: __________
03. Determinar la intensidad de corriente que pasa por unconductor en 8seg sabiendo que a travs de su
seccin pasan 4.1020 electrones.
Rpta.: __________
04. Determinar la cantidad de calor disipada por unfoco, por el que circulan 4A en 2min (resistencia delfoco: 5 )
Rpta.: __________
05. Sabiendo que la resistencia elctrica de un alambreconductor es de 120, calcular la resistencia elctricade otro conductor del mismo material pero de triplelongitud y cudruple rea.
Rpta.: __________
06. Si la resistencia elctrica de un alambre conductor es50 , cul ser la resistencia de otro conductor detriple resistividad, cudruple longitud y doble rea?.
Rpta.: __________
07. hallar la resistencia equivalente del circuito.2 3
2 3
31 8
08. hallar la resistencia equivalente del circuito.
09. Encontrar la resistencia equivalentre entre "A" y "B".
4 8
8
8
A
B
01. Por un foco de 20 circulan 5A, determinar ladiferencia de potencial.
Rpta.: __________
02. Un horno se instala a 100V y circulan por l 4A, hallarla resistencia del horno.
Rpta.: __________
03. Un alambre metalico presenta una resistencia de
10. Qu valor (en ) tendra la resistencia de otro
alambre del mismo material, de longitud triple perocuya seccion recta es el doble del primero?
Rpta.: __________
04. Un foco se instala a 200V, hallar la intensidad decorriente si su resistencia es de 40 .
a) 1A b) 2 c) 3d) 4 e) 5
05. Hallar la resistencia equivalente del circuito.
06. hallar la resistencia equivalente del circuito.
07. Calcular la resistencia equivalente (en ) entre losbornes "a" y "b"
ba1 8
6
2 4
1 2
6
1 2
4
.
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01. Qu cantidad de cargas pasa por un conductor en eltiempo de una hora, si por l circula una corriente de 6
Amperios?
a) 2160C b) 12600C c) 1260Cd) 126C e) 216C
02. Una lmpara trae marcado los siguientes datos: 100Watts y 220 voltios, cul es la resistencia del filamento?
a) 844 b) 248 c) 460 d) 445 e) 484
03. La corriente en un circuito sencillo es de 10 A.Cuando se instala una resistencia de 6 W, la corriente sereduce a 4 A. Cul era la resistencia del circuitooriginal?
a) 4,4 b) 2,4 c) 1,4 d) 5,4 e) 3,4
04. Un alambre tiene una resistencia elctrica igual a 9W; si se estira hasta duplicar su longitud permaneciendoconstante su volumen y resistividad elctrica, determinarla nueva resistencia.
a) 18 b) 44 c) 72 d) 36 e) 9
05. Un alambre de 1 000 m de longitud y resistividad de 510-8 Wm est conectado a un voltaje de 100 voltios.
Cul debe ser su seccin si queremos que unacorriente de 2 Amperios lo atraviese?, dar su respuestaen mm2
a) 10-6 m2 b) 10-3 m2 c) 10-2 m2
d) 10-4 m2 e) 10-8 m2
06. Dos barras metlicas A y B tienen la mismaresistencia. La barra A tiene una longitud de LA y eldimetro DA. La longitud LB y el dimetro DB de la barraB se relacionan con LA y DA mediante LB = 2LA yDB = 2DA. Determinar la relacin entre susresistividades.
a) B=2A b) B=A c) B=3Ad) B=4A e) B=6A
07. En que relacion se encuentra las longitudes de dosfilamentos de carbono y cromo, si se sabe que ambosposeen la misma resistencia? La seccion del primero esel doble del segundo, tambien:
(C) = 36n.m y (Cr) = 27n.m
a) 3/2 b) 2/3 c) 3/4d) 1/2 e) 4/3
08. Determinar la intensidad de corriente que pasa por unconductor en 4seg sabiendo que a travs de su seccin
pasan 12.1020 electrones.a) 12A b) 6 c) 8d) 48 e) 24
09. Sabiendo que la resistencia elctrica de un alambreconductor es de 60 , calcular la resistencia elctrica deotro conductor del mismo material pero de doble longitudy triple rea.
a) 20 b) 10 c) 40d) 60 e) 120
10. Si la resistencia elctrica de un alambre conductor es100 , cul ser la resistencia de otro conductor decudruple resistividad, triple longitud y doble rea?.
a) 100 b) 200 c) 400d) 600 e) 800
11. En el circuito resistivo mostrado. Cul es laresistencia equivalente entre "C" y "D"?
a) 3 b) 2,5 c) 10
d) 5 e) 20
12. Encontrar la resistencia equivalente entre "A" y "B".
4 8
8
8
A
B
a) 1 b) 2 c) 3
d) 4 e) 6
13. Hallar la resistencia equivalente entre (A) y (B), si: R
= 3
A B
8 R
R
2 R
a) 26 b) 25 c) 30
d)3 4 e) 32
14. Hallar la resistencia equivalente entre (A) y (B).
a) 10 b) 25 c) 30
d) 15 e) 18
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15. Si la resistencia equivalente entre (A) y (B) vale 15 .
Hallar "R"
2 R 3 R
A
B1 0
6 R
a) 11 b) 9 c) 3
d) 5 e) 7
16. Calcular la resistencia equivalente entre los bornes"x" e "y"
3
2
x
y
63
a) 4,8 b) 5 c) 12
d) 3,6 e) 7
17. hallar la resistencia equivalente del circuito.
a) 4 b) 2 c) 8
d) 10 e) 6
18. Calcular la resistencia equivalente (en ) entre los bornes "x" e "y".
x y3 6 8 1 2 1 2
a) 4 b) 2 c) 8
d) 10 e) 6
19. Hallar (en ) la resistencia equivalente entre A y B,
si todas las resistencias son de 8.
a) 3 b) 5 c) 8
d) 9 e) 10
01. Hallar la intensidad de corriente elctrica que circula
en un conductor por el que se desplazan 8.1020
electrones en 8seg. (1e = 1,6.10-19C)
a) 4A b) 6 c) 8d) 12 e) 16
02. Si la resistencia elctrica de un conductor es de 25,cul ser la resistencia de otro conductor de tripleresistencia, doble longitud y quintuple rea?
a) 15 b) 20 c) 25d) 30 e) 35
03. Por un alambre conductor circula 12A en 2min,determinar la cantidad de carga.
a) 720C b) 240 c) 360d) 1440 e) 1240
04. Se sabe que por un conductor circulan 16A en 2min,
determinar el nmero de electrones que pasan por suseccin recta.
a) 5.1021 b) 6.1021 c) 12.1021
d) 6.1020 e) 12.1020
05. Hallar la resistencia equivalente entre "A" y "B".
a) 0,6 b) 2,5 c) 6 d) 1,5 e) 15
06. En el circuito resistivo mostrado, cul es laresistencia equivalente entre "C" y "D"?
a) 10 b) 2,5 c) 20
d) 5 e) 4
07. Encontrar la resistencia equivalente entre "A" y "B".
4 4
3
4
A
B
a) 1 b) 2 c) 3
d) 6 e) 4
.
-
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14/14
96
PRIM
ER
AO
Institucin Educativa Privada JOULE SUCRE 211
FSICA II I BIMESTRE 2012
08. Hallar la resistencia equivalente entre (A) y (B)
a) 1 b) 2 c) 3
d) 6 e) 5
Las unidades de las resistencias estn en.
En cada problema, hallar la resistenciaequivalente del circuito.
1.
a) 2 b) 4 c) 8
d) 9 e) 10
2.
a) 4 b) 6 c) 2
d) 27/7 e) N.A.
3. Calcular la resistencia equivalente entre A y B.
a) 2 b) 4 c) 6
d) 8 e) 10
4. Calcular la resistencia equivalente entre x e y.
a) 2 b) 3 c) 4
d) 5 e)N.A
5. Calcular la resistencia equivalente entre A y B.
a) 2 b) 3 c) 4
d) 7 e) 9
6. Hallar la resistencia equivalente entre (A) y (B).
a) 1/2 b) 2 c) 3
d) 5 e) 6
7. Hallar la resistencia equivalente entre (A) y (B).
a) 15 b) 30 c) 10
d) 25 e) N.A.
1
8
2
3
2
3
3
3
6
3
2
3
4
1
8 8
A2
B
n
2 2
x2
2 y
A
3 4 2
B
2
1
1
2
A
B
3
1
5
4
0
4
0
5
A
B