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FÍSICA Y QUÍMICA

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CORRIENTE ELÉCTRICA. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA 1. Calcula la intensidad de una corriente eléctrica que transporta 1200 C en 5 minutos. Solución: 4 A 2. ¿Cuantos culombios transporta una corriente eléctrica de 3 A en 20 minutos? Solución: 3600 C 3. Por un conductor circula una corriente de 3 mA. Calcula cuántos electrones pasan en 10 s por una sección del conductor. NOTA: 1electrón=1.6·10-19C Solución: 1,87·1017 electrones 4. Indica qué bombillas estarán encendidas en los siguientes circuitos:

5. En el circuito de la figura, intercalamos entre a y b objetos de diversos materiales ¿De entre los siguientes materiales, con cuáles crees que brillará la bombilla? Justifica tu respuesta. Cobre, hierro, plástico, vidrio, goma, carbono.

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Calcula la resistencia de un conductor de hilo de nicrom una aleación de níquel y cromo de ρ=1·10-6 Ω·m) en los casos siguientes: a) Si tiene una longitud de 31,4m y el radio de su sección mide 1mm. b) Si tiene una longitud de 62,8m y el radio de su sección mide 1mm. c) Si tiene una longitud de 31,4m y el radio de su sección mide 2 mm. d) Si tiene una longitud de 62,8m y el radio de su sección mide 2mm. Nota: el área de una sección circula de radio r viene dado por A=πr2. Solución: a) 10 Ω; b) 20 Ω; c) 5 Ω; d) 5 Ω

7. Se ha preparado una resistencia de 3 Ω utilizando hilo de cobre de 0,5 mm2 de sección. Ρcobre = 1,72·10-8 Ω·m a) Calcula la longitud del hilo necesaria. b) Si circula por ella una corriente de 2ª. ¿Cual es la tensión entre sus extremos? Solución: a) 87,2 m; b) 6 V 8. En el circuito de la figura el amperímetro 1 marca 8 A y el amperímetro 2 marca 3 A. ¿cuánto marcarán los otros amperímetros? Solución: A4 8 A; A6 3 A; A3 y A5 5 A 9. Observa el circuito de la figura y calcula: a) b) c)

La resistencia equivalente. La intensidad de corriente en el circuito La diferencia de potencial en los extremos de cada resistencia

Solución: a) 56 Ω; b) 2,5 A; c) 20 V, 30V, 37,5 V y 52,5V 10. En el circuito de la figura calcula: a) b)

Solución: a) 4 Ω; b) 8 V

El valor de la resistencia R3. La diferencia de potencial entre los puntos A y B.

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11. Se asocian tres resistencias de 9KΩ, 18KΩ y 6KΩ en paralelo y se aplica una tensión de 18V a los extremos de la asociación. Representa el circuito y calcula: a) La resistencia equivalente del conjunto. b) La intensidad de corriente en el circuito la intensidad total que sale del generador). c) c. La intensidad de corriente en cada resistencia. Solución: a) 3 KΩ; b) 6 mA; c) 2 mA,1 mA, 3 mA 12. En el circuito de la figura: a) Calcular la intensidad que pasa por la resistencia de 6 Ω. b) Calcular la diferencia de potencial entre los extremos de la resistencia de 4 Ω. Solución: a) 1´09 A b) 6´54 V 13. En el circuito de la figura la intensidad de la corriente que pasa por la resistencia de 8 Ω es de 4 A y el generador es ideal. Calcular las intensidades y diferencias de potencial en el resto de las resistencias y la fem del generador. Solución: V8 = I8.R8 = 4.8 = 32 V ; I12 = 32/12 = 2´67 A I3 = I8 + I12 = 4 + 2´67 = 6´67 A; V3 = I3.R3 = 6´67.3 = 8 V V = V3 + V8 = 8 + 32 = 40 V 14. R1 = 0,5 KΩ R2 = 1,5 KΩ R3 = 1 KΩ

R5 = 450 Ω

R6 = 800 Ω

R4 = 2 KΩ

+

-

VS = 4,5 V

R8 = 900 Ω R7 = 750 Ω

Calcular: a) La resistencia equivalente del circuito. b) La intensidad que circula por él y la que circula por las resistencias R1, R2, R3 y R5. c) Las caídas de tensión en estas resistencias.

Solución: a)3400  b) I = 1,32.10-3 A; I12 = 3,31.10-4 A; I3 = 6,62.10-4 A; c) V5 = 0,60 V; V1 = 0,16 V; V2 = 0,50 V; V3 = 0,66 V;

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15. Para el circuito de la figura calcular:

a) b) c) d)

Resistencia total del circuito. Intensidad total que circula. Intensidad en cada una de las ramas de la derivación. La potencia suministrada por la batería y la potencia disipada en cada resistencia. Solución: a) 150 Ω b) 200 mA c) I1 =100 mA, I2 = 67 mA, I3=33 mA d) P batería= 6 W, P1=2 W, P2=1,34 W, P3= 0,66 W 16. Una batería de 60 V de f.e.m. y resistencia interna 0,2 Ω, alimenta un conjunto de bombillas cuya resistencia total es 15 Ω. La resistencia total de los conductores empleados en las conexiones es 0,5 Ω. Con estos datos, calcular: a) La resistencia total del circuito; b) La intensidad de la corriente que lo recorre; c) La caída de potencial d.d.p.) entre los bornes de la batería. Solución: 15,7 Ω; 3,82 A; 59,24 V 17. Dos bombillas, una cuya resistencia es de 400 Ω y la otra de 600 Ω, se conectan en paralelo a una batería de 24 voltios para que enciendan según las especificaciones del fabricante. a) ¿Cuál es la resistencia equivalente del circuito? b) ¿Qué corriente entrega la batería? c) ¿Qué corriente circula por la bombilla de 400 Ω? Solución: a)R = 240 Ω b) 0,1 A c) 0,06 A 18. Para el circuito de la figura calcular: a) Intensidad que circula. b) Diferencia de potencial entre los bornes de cada una de las resistencias. c) Potencia consumida en cada resistencia. d) Energía transformada en calor en la resistencia de 100 Ω al cabo de 8 h. e) Importe en euros de la energía consumida en la resistencia de 100 Ω si el coste del kW.h es de 0,10 €. Solución: a) 125 mA b)12,5 V, 5 V y 7,5 V c) 1,56 W 0,63 W 0,94 W d)12,48 W.h= 45 kJ e) 0,00124 €

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19. Un radiador eléctrico tiene las siguientes indicaciones: 220V, 800W. Calcular: a) La energía que cederá al ambiente en 1 minuto; b) La energía eléctrica, en kw· h, transformada en 4 h de funcionamiento. Solución: 48000 J, 3,2 kW 20. Una bombilla tiene la siguiente inscripción: 40 W, 220 V. Calcular su resistencia y la potencia que disipará cuando se la conecte a 125 V, suponiendo que la resistencia no varíe con la temperatura. Solución: P= V2/R; R = V2/P = 2202/40 = 1210 Ω; P´= V`2/R = 1252/1210 = 12´91 W 21. Una lámpara de 100 W para ser utilizada a 220 V se ha enchufado por error a 110 V. ¿Corre riesgo de fundirse? ¿Cuál es su potencia en ese caso? Solución: 25 W 22. Conectamos en serie, a 220 V, dos bombillas iguales con la siguiente inscripción 60 W, 220 V. Calcular la potencia que disipará cada una en estas condiciones, suponiendo que la resistencia no varíe con la temperatura. Solución: Resistencia de cada bombilla: R = V2/P = 2202/60 = 806´7 Ω La nueva diferencia de potencial en cada una, será la mitad del total, al estar en serie y ser iguales, esto es, 110 V, La nueva P, para cada una, será: P´ = V´2/R = 1102/806´7 = 15 W 23. Una lámpara de 100 W está conectada a la red de 220 V durante 72 h. Determinar a) Intensidad que pasa por la lámpara y la resistencia del filamento; b) Energía disipada en la resistencia enjulios y kWh; c) Si el precio del kW.h es 0,08 €, ¿qué gasto ha ocasionado el tenerla encendida? Solución: a) 0,45 A; 484 Ω; b)25,92 MJ=7,2 kWh; c) 0,58 € 24. Conectamos, como indica la figura, tres bombillas de 4 0 W a 220 V.

Calcular la I, V y P de cada una en estas nuevas circunstancias, suponiendo que la no varíe con la temperatura.

Solución: La resistencia de cada bombilla será: R= V2/P = 2202/40 = 1210 Ω RB en paralelo con RC la llamaremos R//), será la mitad de cada una, al ser iguales, esto es, 605 Ω y en serie con A, R=1210 + 605=1815 Ω La I total, IT, será: IT = VT/RT = 220/1815 = 0´12 A = IA = I// VA = IA.RA = 0´12.1210 =145´2 V; V// = I//.R// = 0´12.605 = 72´6V = VB = VC IB = VB/RB = 72´6/1210=0´06A; IC = VC/RC = 72´6/1210 =0´06 A PA = IA2RA = 0´122.1210 = 17´42W; PB = IB2RB = 0´062.1210 = 4´36 W

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25. Una plancha consume 700 W cuando se conecta a 220 V a) ¿Cuál es su resistencia eléctrica? b) ¿Cuánto dinero se gasta al estar planchando 2 horas? (Utilizar como precio del kW h, 0´083007 €/kW h) c) ¿Cuál sería la potencia consumida si se conecta a 125 V, suponiendo que la resistencia no varíe con la temperatura? Solución: a) 69,14  b) 0,116 € c) 225,98 W 26. En una instalación doméstica (220 voltios) están funcionando simultáneamente una bombilla de 100 vatios, una estufa de 2000 vatios y un televisor de 540 vatios. Nota: en las casas cuando se conectan diferentes aparatos o dispositivos a distintos enchufes, los estás conectando en paralelo Responde: a) ¿Cuál es la potencia total disipada por el circuito? b) Si el precio del Kilovatio-hora es 0,1€ ¿cuanto cuestan 3 horas con esta situación? c) ¿Cuál es la corriente total en el circuito? d) ¿Qué corriente circula por la estufa? e) ¿Cuál es la resistencia total del televisor? f) ¿Cuál es la resistencia total del circuito? Solución: a) 2640 W b) 0,79 € c)12 A d) 9,1 A e) 89,6Ω f) 18,3Ω 27. Un calentador de agua eléctrico (220 voltios) tiene una resistencia de 10 Ω. Si para calentar cierta cantidad de agua se necesitan 484000 Julios, calcula: a) La corriente que circula por el calentador b) La potencia disipada en la resistencia, ¿que le ocurre a esa energía eléctrica que se está disipando en la resistencia? c) ¿Cuanto tiempo necesita estar encendido el calentador para conseguir todo ese calor? d) Si el precio del Kilovatio-hora es 0,1 € ¿cuanto cuesta calentar el agua? Solución: a) 22 A b) 4400 W se transforma en calor c) 110 s = 1 mto y 50 s d) 0,0134 € 28. Suponga que 22 bombillas iguales de una guirnalda navideña están conectadas en serie y a los 220 voltios de la red domiciliaria. Si cada una disipa una potencia de 0,5 vatios: a) ¿Qué voltaje existe en cada bombilla? b) ¿Qué potencia disipa el circuito en su totalidad? c) ¿Qué intensidad de corriente circula por cada bombilla? d) ¿Qué resistencia eléctrica posee cada bombilla? e) ¿Qué resistencia presenta el circuito completo? f) ¿Que le ocurre al conjunto si se funde una bombilla? Solución: a) 10V b) 11 vatios c) 50 mA d) 200 Ω e) 4400 Ω f) no pasa corriente por el circuito, todas las bombillas se apagarán