fis electricidad y magnetismo

Prof. Solange Zambrano Fsica- 3er ao

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Importante

Interacciones Elctricas

Representar y denominar las fuerzas que actan sobre cada carga elctrica, y clasificar las fuerzas segn el tipo de interaccin que se produce (atraccin o repulsin)

1.

2.

3.

4.

Recuerde que las fuerzas se denotan con la letra FAB y se colocan en su base dos subndices numricos (segn la denotacin de las cargas elctricas). El primero A, indica la carga que ejerce la fuerza y el segundo subndice B seala sobre cul carga se ejerci la fuerza.

Adems, 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 direccin y sentido en que se ejerce la fuerza.

q2 q3

+

-

-

q1

+

q1 +

q2 -

q3

q2 q3

+

-

-

q1 +

q4

-

q1

q4 +

q2 -

+

q3


Carga Fundamental y Ley de Coulomb

1. Dada la configuracin de cargas que se observan en el dibujo adjunto, calcular la fuerza que acta 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 acta sobre un protn que se encuentra a 10 mm de una carga de 7.10-8C

3. Cul debe ser la distancia entre la carga puntual q1=26,3 C y la carga puntual q2=-47,1C para que la fuerza de atraccin entre ambas sea de 5,66 Nw?

4. Si se colocaran dos tomos, uno de nitrgeno y otro de aluminio, distanciados m. Cul sera la fuerza de interaccin entre ellos? (tome en cuenta que el nmero atmico del nitrgeno es 7 y el del aluminio es 13)

5. Dos cargas neutras (iguales) son frotadas mutuamente y luego separadas 1m, observndose una fuerza de atraccin de 9.105 Nw. Durante el frotamiento cuntos electrones pasan de una partcula a otra?

6. Si una partcula posee 2e y 5p. Est cargada elctricamente? De qu signo es su carga elctrica? Qu cantidad de carga contiene? Explique, con fundamentos fsicos, cmo pudo haberse cargado de esta forma.

7. Una esfera conductora muy pequea, 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 repulsin elctrica de 2 Nw, calcular el valor de la otra carga

8. Dos cargas elctricas iguales estn separadas 0,04m y se repelen con una fuerza de 2,7 mNw. Cunto vale cada carga elctrica?

9. Al colocar un tomo de potasio a 1nm de distancia de un tomo de argn. Qu fuerza se produce entre ellos? Tome en cuenta que el radio atmico del potasio es de 2,03 y el del argn es de 0,88 , y sus nmeros atmicos 19 y 18 respectivamente.

10. A qu distancia debe colocarse una carga de 1C para que sobre un tomo cargado negativamente (4 protones y 12 electrones) genere una fuerza de atraccin de 1 Nw?

11. Se tienen dos cargas elctricas tales que una es el doble de la otra, e intreractan con una fuerza de 600 KNw (kilo Newtons) cuando estn separadas 3m. Cul es el valor de cada una de las cargas?

12. Dos cargas de 2 C y 3 C, estn colocadas distantes 30 cm. Con qu fuerza se repelen? A qu distancia deberan estar las cargas para que la fuerza de repulsin sea la mitad?

13. Qu separacin debe existir entre un protn y un electrn en el vaco, sabiendo que experimentan una fuerza de atraccin de 2,5Nw?

: aunque no es una unidad de medida, se usa para medidas de distancias muy pequeas (se lee ngstrm)

1 = 1.10-10 m = 10-10 m


Ley de Ohm y Circuitos Elctricos

Importante

1. Cuando una lmpara est conectada a una batera 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 lmpara, c) si dicha lmpara es conectada a una tensin de 1,5V qu intensidad de corriente circulara por su filamento?

2. Por la seccin transversal de 3m de alambre de tungsteno, con 0,05mm de dimetro, pasan 30C en 4s. Determinar a qu tensin elctrica fue sometido.

3. Qu longitud debe tener una bobina de cobre, cuya resistencia es de 1 , sabiendo que el dimetro del alambre es 0,5mm?

4. Un artefacto elctrico tiene una resistencia de 50. Si su potencia es 500 watios Cul fue la diferencia de potencial aplciada?

5. Un alambre conductor se conecta a una fuente de tensin de 12V y el ampermetro marc 0,8 A. Calcular a) la resistencia del alambre, b) la potencia que consume.

6. Una lmpara trae marcados 3W y 6V, mientras que otra marca 5W y 4V. Cul de ellas consume mayor corriente? Qu resitencia tiene el filamento de cada una?

7. Qu resistencia tendrn un conductor de cobre y otro de alumnio de 20m de longityud y 2mm2 de seccion transversal?

8. Qu material se debe utilizar para obtener 1m de conductor de 0,5 mm2 que posea una resistencia de 56.10-3 ?

9. Calcula la intensidad de la corriente que necesita para funcionar un microondas que est conectado a la red (110V) y presenta una resistencia de 5

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 .m . Qu longitud de la barra de carbono se necesita para obtener una resistencia de 10?

11. El tercer carril (portador de corriente) de una va de metro est hecho de acero y tiene un grosor de aproximadamente 55 cm2. Cul es la resistencia de 10 km de esta va? (Usa para el hierro)

12. El coeficiente de resistividad de un conductor es de 0,02 .mm 2/m y su longitud de 50 metros. Calcular

su seccin, si su resistencia es 10 . 13. Un conductor de 8Hm, tiene una resistencia aproximada de 52 ohmios y una seccin de 2mm2 De qu

material es el conductor?

14. Un conductor de 600 metros de longitud tiene una resistencia de 20 ohmios y una resistividad de 0,02 . mm 2/m. Calcular el dimetro del conductor.

Es necesario, antes de realizar los ejercicios, que repase los tipos de conexin de circuitos en serie y en paralelo y sus propiedades para que la resolucin de ejercicios se haga ms sencilla.

Recuerde que en un circuito mixto debe aplicarse todas las propiedades segn la parte o magnitud que se est analizando.


15. Se tienen 4 metros de alambre de plata, cuyo dimetro 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 elctrica.

16. Un conductor de 80 metros de longitud, tiene una seccin 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 dimetro sabiendo que tiene una longitud de 2 km. Y una resistencia especifica de 17.103 . 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 , 30 y 40 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 conexin


R1 R2 R3

I V

22. En el circuito mixto dado con 20V de tensin. Calcular para cada resistencia su corriente, tensin y potencia

23. Determinar la resistencia equivalente y la intensidad de la corriente de la siguiente conexin

24. En el siguiente diagrama se tiene que: P1=100W; V3=2,5V; R1=4; V=22,75V. Calcular R3, R2 y R.

25. Se tiene un circuito de resistores conectados en serie cuyos valores son: 2 , 5 , 7 y 7 . Si la tencisn aplicada es 84V; calcular: a) La resistencia equivalente, b) la corriente total y c) la diferencia de potencial en cada resistencia. (Recomendacin: realice el diagrama del circuito antes de iniciar la resolucin del problema)

26. En el circuito que se muestra en la figura, P=360 W, V=120 V, R1 = 60 . Calcular R2.

27. Dos resitores R1 = 5 y R2 = 10 estn conectados en paralelo. Este grupo a su vez est en serie con un tercer resistor R3 =15 . Si todo el conjunto se conecta a una batera que proporciona una corriente


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 , R2 = 30 y R3 = 60 , conectadas de tal manera que los dos primeros estn en paralelo, y ellos (en conjunto) estn en serie respecto R3. El conjunto est conectado a una fuente de tensin de 12V. Calcular: a) la resistencia equivalente, b) el valor de I en el sector que est en paralelo.

29. En el circuito de la figura R1=6, R2=5, R3=20, R4=8 y V=180V. Calcular R, I, V3, I2.

30. En el circuito mixto dado con 110V de tensin. Calcular para cada resistencia su corriente, tensin y potencia.

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