licenciatura en kinesiologÍa y fisiatrÍa...

Ing. Ronio Guaycochea 1

LICENCIATURA EN KINESIOLOGÍA Y FISIATRÍA

FÍSICA BIOLÓGICA TRABAJO PRÁCTICO Nº 6 - ELECTRICIDAD


FÍSICA BIOLÓGICA

TRABAJO PRÁCTICO Nº 6

ELECTRICIDAD

Ing. RONIO GUAYCOCHEA Ing. MARCO DE NARDI Ing. ESTEBAN LEDROZ Ing. THELMA AURORA ZANON

AÑO 2014




CUESTIONARIO

1. Que es la electricidad?

Corriente eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas eléctricamente; se

mide en amperios.

2. Que es corriente eléctrica

Se conoce como corriente eléctrica al movimiento de cargas eléctricas. La corriente puede

estar producida por cualquier partícula cargada eléctricamente en movimiento; lo más

frecuente es que sean electrones, pero cualquier otra carga en movimiento se puede definir

como corriente. Según el S.I. (Sistema Internacional), la intensidad de una corriente

eléctrica se mide en amperios, cuyo símbolo es A (amper).

3. Que es una carga eléctrica

La unidad más elemental de carga se encontró que es la carga que tiene el electrón, es decir

alrededor de 1,602×10-19

culombios y es conocida como carga elemental. El valor de la

carga eléctrica de un cuerpo, representada como q, se mide según el número de electrones

que posea en exceso o en defecto.

4. Electrostática:

Es la parte de la física que estudia las cargas eléctricas en reposo y los efectos que ellas

producen debido a su posición.

5. Que es carga eléctrica

Se denomina carga eléctrica a toda partícula capaz de atraer o repeler otras partículas

semejantes o bien a toda partícula capaz de realizar trabajo de atracción o repulsión

6. Que tipos de cargas existen

Carga positiva (+) y carga negativa (-)

7. Como se simbolizan las cargas eléctricas

Se simbolizan con la letra q

8. Que unidades tienen las cargas eléctricas?

Sistema MKS : El coulomb ( C )

Sistema CGS: ues (unidad electrostática de carga)

Equivalencia 1 Coulomb = 3 x 109 ues

9. Como es la atracción o repulsión entre cargas de igual y de distintos signo Cuerpos electrizados cuya carga son de signo contrarios se atraen y los que tienen igual

signo se repelen




10. Ley de Coulomb

La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional

al producto del valor absoluto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado

de las distancia que las separa. Esta fuerza tiene la dirección de la línea que las une. La

fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo

contrario. en el vacío

La ley de Coulomb nos describe la interacción entre dos cargas eléctricas del mismo o de

distinto signo. La fuerza que ejerce la carga q sobre la otra carga q´ situada una distancia d

2

´

d

qqKF

q: carga eléctrica MKS (Coulomb); CGS (ues) F = Fuerza entre las cargas Unidades MKS (N) CGS (Dina1) K = Constante que depende del medio

Para el aire o vacío

2

2

2

29

1)(

109)(

ues

cmDinaKCGSsistema

C

mNKMKSsistema

11. Que signo tiene la fuerza F? La fuerza F puede ser positiva (Fuerza de repulsión) o negativa (Fuerza de atracción)

Cargas de igual signo repulsión F Positiva

Cargas de distinto signo atracción F negativa

12. Como se distribuyen las cargas eléctricas?

Siempre que se carga eléctricamente un cuerpo las cargas se distribuyen en la superficie del

mismo. La distribución no es homogénea sino que se acumulan mas en los extremos puntas

o zonas angulosas.

13. Densidad eléctrica? Que es?

La cantidad de carga eléctrica que posee la superficie de un conductor se denomina

“densidad eléctrica”

En un cuerpo conductor aislado la distribución de las cargas eléctricas es siempre

superficial, pero su densidad varia de acuerdo con la forma del cuerpo

S

q

Unidades (MKS) densidad de carga

22 metro

Coulomb

m

C

Unidades (CGS) densidad de carga

22

arg

centimetro

acdecaelectrostiUnidad

cm

ues

14. Defina Campo eléctrico (E)

Toda carga eléctrica es capaz de ejercer su efecto (de atracción o repulsión) sobre otras

cargas ubicadas en su proximidad. A esta zona próxima a una carga (en donde la misma

ejerce su efecto sobre otras) se la denomina Campo eléctrico”

Existe un campo eléctrico en un punto dado, cuando sobre cualquier cuerpo cargado,

colocado sobre ese punto, se verifica una fuerza de atracción o repulsión de origen eléctrico

1 La Dina es la unidad de fuerza en el Sistema CGS. Se define como la fuerza que, aplicada a la masa de un

gramo, le comunica una aceleración de 1 cm/s²; equivale a 10-5

newton




Toda carga eléctrica genera a su alrededor un campo eléctrico

Matemáticamente se define en cada punto de un campo eléctrico un vector campo eléctrico

( E )

q

FE (1)

Teniendo en cuenta la expresión de Coulomb

2

´

d

qqKF

Reemplazando e (1)

2

´

dq

qqKE

q

FE

2

´

d

qKE

E: Campo eléctrico N/C (Newton/Colulomb); Dina/ues (Dina/ unidad electrostática de

carga)

q: Carga eléctrica C (Coulomb)

d: Distancia (m) metro

15. Líneas de fuerza o líneas de campo

Se denominan líneas de fuerza o líneas de campo alas trayectorias que seguiría una carga

de prueba positiva si se la abandonara en distintos puntos del campo

Las cargas positivas generan campos eléctricos cuyas líneas de fuerza y cuyos vectores E

salen de la carga

+

Las cargas negativas generan campos eléctricos cuyas líneas de fuerza y cuyos vectores E

confluyen en la carga

-




+ - + +

+ -

Lineas de campo alrededor de una

carga positiva y otra carga negativa

Lineas de campo alrededor de dos carga

positivas

16. Defina potencial eléctrico (V)

Es una magnitud escalar que representa el trabajo realizado o producido para trasnportar la

unidad de carga positiva desde la tierra (potencial cero) a un punto del campo de un cuerpo

cargado

El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar

un campo electrostático para mover una carga positiva q desde dicho punto hasta el punto

de referencia.

qd

`qqKV

q

WV

d

`qqKWd

d

`qqKWdFW

d

`qqKF

2

2

d

qKV

q

WV

V = Potencial o diferencia de potencial eléctrico (Volt o Voltio2)

q = Carga de pruebe trasladada de un lugar a otro (coulomb)

W = Trabajo (Joule)

Definición de Volt o Voltio: voltio se define como la diferencia de potencial existente entre

dos puntos tales que hay que realizar un trabajo de 1 joule para trasladar del uno al otro la

carga de 1 Culomb.

17. Defina Diferencia de potencial eléctrico (V)

Es una magnitud escalar que representa el trabajo realizado o producido para transportar la

unidad de carga positiva de un punto a otro de un mismo campo eléctrico o de distintos

campos eléctricos

Nota

Si bien potencial eléctrico se simboliza con V y diferencia de potencial eléctrico con V ,

de ahora en mas (para las formulas) simbolizaremos con V tanto potencial eléctrico como la

diferencia de potencial, a la tensión o al voltaje.

2 El voltio se define como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que realizar un

trabajo de 1 joule para trasladar del uno al otro la carga de 1 Culomb.




18. Defina capacidad eléctrica

Si consideramos un conductor en el vacío, aislado y alejado de otros cuerpos conductores,

si en estas condiciones recibe una carga q1, su potencial será V1, Si variamos la carga

variará su potencial. Comprobaremos entonces que en las condiciones antes indicadas

)tetancons(cteV

q

V

q

V

q

V

q

4

4

3

3

2

2

1

1

Esta constante se denomina Capacidad eléctrica del conductor

En el estudio de la electricidad, se denomina Capacidad (C) a la propiedad que posee un

conductor de adquirir carga eléctrica cuando es sometido a un potencial eléctrico con

respecto a otros en estado neutro.

La Capacidad queda definida numéricamente por la carga que adquiere el conductor por

unidad de potencial: Se define también como la razón entre la magnitud de la carga (q) en

cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial (V)

V

qC

V = Potencial o Diferencia de potencial MKS (V) Volt

Q = Carga MKS (Coulomb) , CGS (ues)

C = Capacidad del conductor (Faradio)

19. Defina el faradio (F)

Es la unidad de capacidad eléctrica y se define como

Volt

CoulombFaradio

V

CF

Como esta unidad el (Faradio) resulta muy grande, en la practica se emplea el microfaradio

(F) que es la millonésima parte del faradio, es decir 1F = 1x10-6

F

20. Que es un condensador o capacitor como esta compuesto?

a) Un condensador o capacito es un dispositivo que sirve para almacenar energía y que está

formado por dos placas metálicas (armaduras) separadas por un aislante llamado

dieléctrico. Cuando un condensador es conectado a una pila o fuente, una de las placas se

carga positivamente y la otra negativamente.

b) Un condensador es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz

de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.




Cargas

Electricas

Voltaje V

Simbolo

q + q -

Placas paralelas

conductoras

Dielectrico

21. De que parámetros depende la capacidad?

La Capacidad depende de las características físicas del capacitor: forma de las

armaduras, de la distancia entre ellas y del medio aislante en que se encuentren.

Si el área de las placas que están frente a frente es grande la capacidad aumente

Si la separación entre placas aumenta, disminuye la capacidad

El tipo de material dieléctrico que se aplica entre las placas también afecta la

capacidad

C = Capacitancia

Eo = Constante que depende del dieléctrico

S = Superficie de las placas

d = distancia entre placas.

d

SEoC




capacitor usado en la actualidad

22. ¿Qué es la electrodinámica?

La electrodinámica es la parte de la física que estudia a las cargas en movimiento y los

fenómenos que por ello se producen

23. Corriente eléctrica:

Así como el movimiento del agua en el lecho de un río se denomina corriente de agua el

movimiento de cargas eléctricas dentro de un conductor se llama corriente eléctrica

Se denomina corriente eléctrica a un conjunto de cargas que se mueven en determinada

dirección, por ejemplo:

Circulación de corriente en un alambre (cable): Las cargas que circulan son electrones

Esquema de un circuito eléctrico sencillo

Circulación de corriente en el interior de una cuba electrolitica: Las cargas que circulan son

iones (positivos y negativos)




24. Intensidad de corriente (corriente eléctrica)

Se llama intensidad de la corriente eléctrica a la cantidad de carga por unidad de tiempo que

pasa por una sección transversal de un conductor.

Ampere)seg(

)coulomb(

t

qI

Frecuencia

Se denomina frecuencia a la cantidad de veces por segundo que la corriente eléctrica alterna

invierte su sentido

La frecuencia se mide en ciclos /segundo

HzHertz

Hertz)segundo(

)ciclos(f

Mas de 20.000 Hz alta frecuencia

Menos de 20.000 Hz baja frecuencia

25. Tipo de corriente eléctrica

Corriente continua: Es aquella en donde la intensidad de corriente es constante en el tiempo

(pilas, baterías). Implica un flujo de carga que fluye siempre en una sola dirección.

Corriente alterna: Es aquella en la cual la intensidad aumenta y disminuye cambiando

periódicamente de sentido

26. Circuito eléctrico




Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos en forma adecuada permiten

el paso de electrones. Básicamente consta de los siguientes elementos.

Fuente, fem o generador: Es todo dispositivo que produce electricidad (o hace circular las

cargas) Todo generador posee dos electrodos entre los cuales existe cierta diferencia de

potencial a la cual se la llama fuerza electromotriz, (Que haya diferencia de potencial es el

requisito indispensable para que pueda circular corriente por un circuito). Ejemplo de

generadores, pilas y baterías.

Generador o

Fuente

Hilo

Conductor

Interruptor

Receptores

27. Generadores o fuentes

A los generadores se los llama “elementos activos”

Fuente ideal: es aquella que no posee resistencia interna

Fuente real: es aquella que posee resistencia interna.

28. Conductores (cables)

Sirven para cerrar el circuito, se los denomina elementos pasivos

Los conductores eléctricos (cables) están normalizados por la sección en mm2 (no por

diámetro) y para cada sección le corresponde una corriente máxima que puede conducir

Sección Sin ventilación Con ventilación

0,35 mm² 1,00 A 1,00 A

0,50 mm² 3,00 A 3,00 A

0,75 mm² 8,00 A 10,0 A

1,00 mm² 10,5 A 12,0 A

1,50 mm² 13,0 A 15,5 A

2,50 mm² 18,0 A 21,0 A

4,00 mm² 24,0 A 28,0 A

6,00 mm² 31,0 A 36,0 A

10,0 mm² 42,0 A 50,0 A

16,0 mm² 56,0 A 68,0 A

25,0 mm² 73,0 A 89,0 A

35,0 mm² 89,0 A 111 A

50,0 mm² 108 A 134 A

70,0 mm² 136 A 171 A

95,0 mm² 164 A 207 A

120 mm² 188 A 239 A

150 mm² 310 A 385 A

Corriente máxima en conductores

unipolares de Cobre




29. Receptores:

Son aquellos elementos que “receptan” la energía eléctrica enviada por el generador y la

transforman en energía, calórica, mecánica, lumínica, etc.

30. Defina resistencia eléctrica

Es todo elementos de un circuito que ofrece cierta resistencia a la circulación de la corriente

La resistencia de un trozo de cable depende de:

– La longitud del cable (a mayor longitud mayor resistencia)

– La superficie de la sección transversal (a mayor sección, menor resistencia)

– Del material con que está construido el cable

– La Temperatura (a mayor temperatura, mayor resistencia)

31. Formula para el cálculo de la resietncia de un conductor

La formula siguiente calcula la resistencia en función del material y las dimensiones del

conductor

S

LR

R = Resistencia (ohm)

L = Longitud del conductor (metro)

S = Sección del conductor (mm2)

= Resistividad o resistencia especifica del material del conductor (.mm2/m)

Símbolo:

La siguiente tabla muestra valores de Resistividad específica y Conductividad especifica de

algunos materiales, el material mas conductor es la plata

Resistividad Conductividad Especifica

(.mm2/m)

Plata 0,01590 62,89

Cobre 0,01710 58,48

Oro 0,02350 42,55

Aluminio 0,02820 35,46

Wolframio 0,05650 17,70

Níquel 0,06400 15,63

Hierro 0,09710 10,30

Platino 0,10600 9,43

Material

2mm

m1

32. Definición de (ohm)

Ohm es la resistencia que posee un conductor cuando, al existir una diferencia de potencial

de un voltio entre sus extremos, permite un flujo de cargas de un amper.

33. Defina conductancia




Se denomina conductancia eléctrica (G) de un conductor a la inversa de la resistencia

eléctrica, “la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia eléctrica”

Unidades: Mho1

R

1G

34. Materiales conductores:

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de carga

eléctrica. Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los

mejores conductores eléctricos son metales, como la plata, el cobre, el oro, el hierro y el

aluminio, y sus aleaciones.

35. Materiales aislantes

Material aislante: un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material

que resiste el paso de la corriente. Ejemplos: Plástico, cuarzo, madera, mica, vidrio,

cerámica, porcelana, losa, hules, minerales, XLPE y PVC. Los conductores (cables vienen

asilados de XLPE y PVC). El polietileno reticulado o XLPE3, PVC: Policloruro de vinilo.

36. Ley de Ohm

La ley de ohm, postulada por un físico y matemático alemán Ohm, es una de las leyes

fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades

básicas presentes en cualquier circuito son:

- Diferencia de potencial, Tensión, Voltaje (V)

- Resistencia () Ohm

- Intensidad de Corriente (A) Amperes

37. Postulado de la Ley de Ohm

El flujo de corriente que circula por un circuito eléctrico cerrado es directamente

proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en

ohm de la carga que tiene conectada.

RIVR

VI

38. Instrumentos de medición

Voltímetro: Es un aparato que mide diferencia de potencial (Voltaje) entre dos puntos de un

circuito eléctrico, se conecta en paralelo.

Amperímetro: Es un aparato que mide intensidad de corriente (Amper), se conecta en serie

A

V

amperimetro

lamparabateriai

Esquema del circuito

3 XLPE: material termoestable, frente al PVC que es termoplástico. ¿Y qué significa esto? Pues que reaccionan de manera

distinta a los cambios de temperatura. Así, el PVC al calentarse se reblandece, cambia de forma y después al volver a

enfriarse recupera su consistencia y conserva su nueva forma. Al XLPE o POLIETILENO RETICULADO no le sucede

así: los cambios de temperatura no modifican sus propiedades mecánicas, gracias al proceso de reticulación.




39. Conexiones de resistencias en serie

Todas las resistencia conectadas en serie son atravesadas por la misma corriente, ejemplo

los foquitos que se emplean para adornar el árbol de navidad

R1R2 R3

i

Resistencias conectadas en serie

R1, R2, R3 = Resistencias () ohm

i = Corriente (A) amper La resistencia total del circuito se calcula de la siguiente forma

321T RRRR

i

R1R2

V

+ -

RT = R1 + R2

Esquema electricoLamparas conectadas en serie

R1 R2 R3

i

V+ -

i

V1 V2 V3

321

332211

VVVV

cumplese

ViVViVRiVR

Vi

T

40. Resistencia en paralelo

Varias resistencias en paralelo cuando se encuentras todas conectadas a la misma diferencia

de potencial (Voltaje). De esta manera al llegar al paralelo la corriente se divide y por cada

una ellas circulan una corriente menor, (que depende del valor de la resistencia)




V+ -

i

R1

R2

Esquema electrico

i1

i2

R2

R3

R1

V

+ -

iTi1

i2

i3

R2

R3

R1

V+ -

iTi1

i2

i3

Esquema electrico de resistencias conectadas en paralelo

(electricamente los dos circuitos son iguales)

La resistencia total del circuito se calcula:

321

321

111

1

1111

RRR

R

RRRR

T

T

La corriente en cada resistencia vale:

321

3

32

1

12

iiii

R

Vi

R

Vi

R

Vi

T

La corriente total se calcula:

T

TR

Vi

41. Las principales características de cada tipo de conexión serie o paralelo

Conexión en serie:

– A mayor cantidad de resistencias, mayor es la resistencia total

– Circula la misma intensidad por todas las resistencias




– Existe distinta diferencia de potencial por todas las resistencias

Conexión en serie

– A mayor cantidad de resistencias, menor resistencia total

– Circula distinta intensidad por cada resistencia (a mayor R, menor i)}Existe la misma

diferencia de potencial (voltaje) en cada resistencia

42. Conexión de condensadores (capacitores)

Conexión serie

C1 C2 C3

V+ -

---

---

+ + +

+ + +

V1V2 V3

La capacidad total o equivalente

321

321

111

1

1111

CCC

C

CCCC

T

T

43. Conexión en paralelo de condensadores (capacitores)

321 CCCCT

321 VVVV

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

+

V+ -

C3

C2

C1

44. Energía almacenada por el condensador (capacitor)

VqW 2

1




45. Potencia eléctrica

La potencia de un artefacto eléctrico indica la cantidad de energía que es capaz e entregar

por unidad de tiempo. Así cuando un calentador eléctrico calienta un litro de agua a 100°C

en cinco minutos y otro calentador, en el mismo tiempo consigue igual temperatura en dos

litros de agua resulta evidente que el segundo calentador tiene mayor potencia. Esto

demuestra que la potencia eléctrica es directamente proporcional al trabajo realizado en un

determinado tiempo. Por su parte, si una pava eléctrica para calentar el agua a 80 °C

demora 5 minutos y otra cuya pava lo hace en 10 minutos la primera tiene el doble de

potencia.

Entonces podemos establecer que la Potencia (P) es igual al cociente entre el Trabajo

(Energía) que efectúa la corriente eléctrica y el tiempo que emplea en hacerlo.

t

WP Teniendo en cuenta que por la ley de ohm RiV

Reemplazando se obtienen las siguientes formulas de potencia.

ViP RiP 2

R

VP

2

46. Unidades de potencia

)(

)(

VatioWattsVoltAmperPViP

VatioWattseg

JouleP

t

WP




Al pasar corriente por una resistencia las cargas eléctricas pierden energía eléctrica que se

transforma totalmente en calor el cual es liberado al espacio. Este fenómeno se denomina

“Efecto Joule”.

Se conoce como efecto Joule al fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula

corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor1 2

debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan,

elevando la temperatura del mismo. El nombre es en honor a su descubridor, el físico

británico James Prescott Joule

Q = Calor

TiempoPotenciaQtPQ

La unidad mas utilizada de calor es la caloría

caloriasJoule 24,01

El calor generado por una resistencia por efecto joule es:

tRiQ 224,0

47. Corriente alterna

Definición de corriente alterna: Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la

que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente

alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal (figura)

La tensión alterna monofásica usada en Argentina es 220

Y la frecuencia f = 50 Hz o 50 ciclos/seg

Tomacorriente Enchufe

220 V

Conductor de tierra

FaseNeutro

48. Cuales es la tensión y frecuencia que se utiliza en Argentina

La tensión domiciliaría utilizada en la Argentina es 220 V, la frecuencia f = 50 Hz o 50

ciclos/seg




49. Efectos de la corriente al atravesar el organismo humano Efectos de la corriente al

atravesar el organismo humano, hacer una clasificación de daños según la corriente

que circula por el cuerpo humano.




PROBLEMAS

Problema 1.

Que fuerza de repulsión existe entre dos cargas de + 3 C y +7 C separadas por 50 cm y

se encuentran el vacío.

Resolución

)N0,756

5,0

107103109

109

´

2

66

2

29

2

29

2

m

CC

C

mNF

C

mNK

d

qqKF

+ - + +

+ -

0,756 N0,756 N

Problema 2.

Si sobre una carga de 2 nC, otra carga situada a 6,1 A° de distancia ejerce 50 N ¿Cuánto

vale la otra carga?

Resolución

Unidad de longitud: 1 angstrom (A°): 10-10

metros

Unidad de carga 1 nC = 1 nano colulomb

)C

CC

mN

metroNq

qK

dFq

metroAd

CnCq

datos

C

mNK

d

qqKF

18-

9

2

29

102

10

9

2

29

2

101,06

102109

101,650

´

101,61,6

1022

109

´




Problema 3.

Sabiendo que la capacidad de un condensador es de 2 mF y que su voltaje es de 2 x 10-2

V,

calcular la carga.

Resolución

coulombVFqVCqV

qC

VVFCDatos

05-23

23

104,00102102

102;102

Problema 4.

¿Cuál será la diferencia de potencial que existe en un conductor para que haya un flujo de

cargas de 10 A si la resistencia es 5 m

V1051051010

105

1010

8-36

3

6

AVRIV

R

AI

Datos

Problema 5.

dado un circuito eléctrico determine la diferencia de potencial y la carga eléctrica teniendo

en cuenta los siguientes datos I = 28 nA, t =5 Seg , R = 1,25 x 108 .

Resolución

VAVRIV

CoulombSegAq

tIqt

qI

SegtAnAI

Datos

5,31025,11028

101,41051028

105;102828

:

89

13-69

69

Problema 6.

Un circuito eléctrico simple tiene una pila de 9 V y una intensidad de 5 amper. Calcular la

resistencia del circuito.

AA

VR

i

VR 8,1

5

9

Problema 7.

Calcula la intensidad de una lavadora que atraviesa una resistencia de 5 y que tiene una

diferencia de potencial entre los extremos del circuito de la lavadora de 220 V.

A445

220

Vi

R

Vi

Problema 8.

Calcular la diferencia potencial entre dos puntos del circuito de un microondas por el que

atraviesa una corriente de 10 A y tiene una resistencia de 30 .

VAVRiV 3003010

Problema 9.

Calcula la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia de 50 , si entre

los puntos de los extremos del circuito hay una tensión de 10 V.




AV

iR

Vi 2,0

50

10

Problema 10.

Se conectan 3 resistencias en serie como muestra la figura. Calcular la resistencia total.

R1 = 3 R2 =4,5 R3 = 6,3

i

V+ -

i

8,133,65,43321 TT RRRRR

Problema 11.

Si conectamos 5 resistencias de 500 c/u en paralelo, Calcular la resistencia total.

R2

R3

R1

V

+ -

iTi1

i2

i3

R4

i4

i5

R5

1005

500

500

5

1

500

1

500

1

500

1

500

1

500

1

1

TT

T

RR

R

Problema 12. Se tienen tres circuitos eléctricos como los mostrados en las figuras, calcular

la variable que falta.

a)




R = 8 (ohm)

V = 110 Vi

i

A13,758

110

Vi

R

Vi

b) R = 10 (ohm)

V i = 5 A

i

V95195 AVRiV

c) R ( )

V = 48 V i = 5 A

i

9,65

48

A

VR

I

VR

Problema 13. Se tiene un circuito como el mostrado en la figura calcular: a) representar

como circuito eléctrico b) la corriente eléctrica que circula por la estufa eléctrica de 1500

W y la sección del conductor c) calcular la potencia acalórica producida en 2 horas

1KWh = 860 Kilocalorias.

a)

220 V




Circuito eléctrico

i

i

Estufa electrica

1500 W

220 V

b) A6,81220

1500

V

Wi

P

ViiVP

Se debe utilizar como mínimo cable de 0,75 mm2 para más seguridad utilizar 1 mm

2

c)

Energía eléctrica en 2 horas

Kcalorias25808603Calor

asKilocalori 860 KWh 1

33000

11000

300021500

KWh

KWhWh

KwhWh

WhhWEtPE

Problema 14.

Si se conecta una resistencia de 5 K a una tensión de 110 V. Calcular la potencia disipada

por la resistencia.

i

110 V

+ -

5 K

W2,425000

)110( 2

22

VP

R

VPRiPiVP

Problema 15. Calcular la resistencia de un calefactor por el que circulan 8 mA, si su

potencia es de 40 vatios

)

K625625000008,0

40

40008,0

22

2

A

WR

i

PRRiP

WPAiDatos

Problema 16. Energía Eléctrica, con los datos del problema 13, calcular el costo de

consumo de energía eléctrica, en un mes, si el Kw.h cuesta $ 0,64. y funciona 8 hs por día




$201,6$64,0

360

36030121

301

1285,11

KwhKwhCosto

KwhKwhmes

diasmes

KwhhsKwdia

Energia

Problema 17.

a) Calcular la resistencia eléctrica de un conductor de cobre de 1,5 mm2 y que tiene

una longitud de 30 m, Idem si el conductor es de Aluminio.

0,5645,1

3002820,0

0,3425,1

3001710,0

02820,001710,0

2

2

2

2

22

mm

m

m

mmR

S

LR

mm

m

m

mmR

S

LR

m

mm

m

mmAlcu

b) Calcular la resistencia eléctrica de un conductor de aluminio de 6 mm2 que tiene

una longitud de 50 m, idem si el conductor es de cobre.

0,14256

5001710,0

0,2356

5002820,0

02820,001710,0

2

2

2

2

22

mm

m

m

mmR

S

LR

mm

m

m

mmR

S

LR

m

mm

m

mmAlcu

Problema 18. Asociación Serie de Resistencias en serie, siendo V=48 V, R1=2 , R2 = 1

, R3 = 4 ,

Calcular: a) La resistencia equivalente, b) La corriente ( i ); c) Las tensiones V1, V2 y V3 R1

Vi

R2 R3i

V1 V2 V3

Se debe cumplir V = V1+V2+V3

V48V27,4285,6V13,7148VcumpleSe

V27,424A6,85V

85,61A6,85V

V13,712A6,85V

A6,857

48

7412

321

333

222

111

321

VVVV

VRi

VVRi

VRi

Vi

R

Vi

RRRRR

T

TT




Problema 19. Calcular la corriente eléctrica en el circuito de resistencias en paralelo

mostrado en le figura. Calcular: a) La resistencia equivalente, b) La corriente total ( iT ); c)

Las corrientes i1, i2 e i3

R1= 3

R2 =2

R3 = 4

V = 60 V

i1

i2

i3

iT

iTSe debe cumplir iT = i1 + i2 +i3

VAVRiVcumpleSe

AAAAiiiii

AV

iR

Vi

AV

iR

Vi

AV

iR

Vi

R

TT

TT

T

600,92656060

65153020

154

60

302

60

203

60

0,92

4

1

2

1

3

1

1

321

1

3

3

2

2

2

1

1

1

Problema 20. Determinar el condensador equivalente de los circuitos mostrados en la

figuras, siendo C1 = 2 F, C2 = 3 F y C3 = 4,2 F

1 F = 1 x 10-6

F

C1 C2 C3

V+ -

---

---

+ + +

+ + +

V1V2 V3

F0,93

2,4

1

3

1

2

1

1

111

1

321

FFF

C

CCC

C eqeq




-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

+

V+ -

C3

C2

C1

FFFFCCCCC eqeq 2,92,432321




TRABAJO PRÁCTICO A ENTREGAR POR EL ALUMNO

PROBLEMAS

Problema 1.

Que fuerza de atraccion existe entre dos cargas de + 2,7 C y - 6,5 C separadas por 45 cm

y se encuentran el vacío.

Problema 2.

Si sobre una carga de 4,5 nC, otra carga situada a 6,2 A° de distancia ejerce 60 N ¿Cuánto

vale la otra carga?

Problema 3.

Sabiendo que la capacidad de un condensador es de 3 mF y que su voltaje es de 1.75 x 10-2

V, calcular la carga.

Problema 4.

¿Cuál será la diferencia de potencial que existe en un conductor para que haya un flujo de

cargas de 13 A si la resistencia es 3 m

Problema 5.

dado un circuito eléctrico determine la diferencia de potencial y la carga eléctrica teniendo

en cuenta los siguientes datos I = 28 nA, t =4 Seg , R = 1,35 x 108 .

Resolución

Problema 6.

Un circuito eléctrico simple tiene una pila de 12 V y una intensidad de 2 amper. Calcular la

resistencia del circuito.

Problema 7.

Calcula la intensidad de una lavadora que atraviesa una resistencia de 3,6 y que tiene una

diferencia de potencial entre los extremos del circuito de la lavadora de 110 V.

Problema 8.

Calcular la diferencia potencial entre dos puntos del circuito de un microondas por el que

atraviesa una corriente de 12 A y tiene una resistencia de 7 .

Problema 9.

Calcula la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia de 45 , si entre

los puntos de los extremos del circuito hay una tensión de 24 V.

Problema 10.

Se conectan 3 resistencias en serie como muestra la figura. Calcular la resistencia total.




R1 = 4,5

R2 = 3 R3 = 6

i

V+ -

i

8,133,65,43321 TT RRRRR

Problema 11.

Si conectamos 5 resistencias de 60 c/u en paralelo, Calcular la resistencia total.

R2

R3

R1

V

+ -

iTi1

i2

i3

R4

i4

i5

R5

Problema 12. Se tienen tres circuitos eléctricos como los mostrados en las figuras, calcular

la variable que falta.

a) R = 5 (ohm)

V = 64 Vi

i

b)

R = 10 (ohm)

V i = 12 A

i




c) R ( )

V = 64 V i = 3 A

i

Problema 13. Se tiene un circuito como el mostrado en la figura calcular: a) representar

como circuito eléctrico b) la corriente eléctrica que circula por la estufa eléctrica de 1000

W y la sección del conductor c) calcular la potencia acalórica producida en 4 horas

1KWh = 860 Kilocalorias.

a)

220 V

Circuito eléctrico

Problema 14.

Si se conecta una resistencia de 7 K a una tensión de 120 V. Calcular la potencia disipada

por la resistencia.

Problema 15. Calcular la resistencia de un calefactor por el que circulan 5 mA, si su

potencia es de 30 vatios

Problema 16. Energía Eléctrica, con los datos del problema 13, calcular el costo de

consumo de energía eléctrica, en un mes, si el Kw.h cuesta $ 0,64. y funciona 4 hs por día

Problema 17.

a) Calcular la resistencia eléctrica de un conductor de cobre de 4 mm2 y que tiene

una longitud de 40 m, Idem si el conductor es de Aluminio.




b) Calcular la resistencia eléctrica de un conductor de aluminio de 2,5 mm2 que

tiene una longitud de 25 m, idem si el conductor es de cobre.

Problema 18. Asociación Serie de Resistencias en serie, siendo V= 64 V, R1=2,5 , R2 =

3 , R3 = 5 ,

Calcular: a) La resistencia equivalente, b) La corriente ( i ); c) Las tensiones V1, V2 y V3

Problema 19. Calcular la corriente eléctrica en el circuito de resistencias en paralelo

mostrado en le figura. Calcular: a) La resistencia equivalente, b) La corriente total ( iT ); c)

Las corrientes i1, i2 e i3

R1= 2,5

R2 =3,2

R3 = 2,7

V = 80 V

i1

i2

i3

iT

iTSe debe cumplir iT = i1 + i2 +i3

Problema 20. Determinar el condensador equivalente de los circuitos mostrados en la

figuras, siendo C1 = 3,1 F, C2 = 4 F y C3 = 6,1 F

1 F = 1 x 10-6

F

C1 C2 C3

V+ -

---

---

+ + +

+ + +

V1V2 V3

-

-

+

+

-

-

+

+

-

-

+

+

V+ -

C3

C2

C1

licenciatura en kinesiologÍa y fisiatrÍa...

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