• Author / Uploaded
• Daniela Julissa

• Categories
• Resistencia eléctrica y conductancia
• Resistencia
• Energía eléctrica
• Condensador
• Corriente eléctrica

Citation preview

800

Capítulo 28

Equilibrio estático y elasticidad

14. Con base en la figura P28.14, describa qué le ocurre al foco después de que se cierra el interruptor. Suponga que el capacitor tiene una gran capacitancia y está inicialmente descargado, y que la lámpara se ilumina si se le conecta directamente a las terminales de la batería. C

Interruptor

+ – Batería

15. Para que su abuela pueda escuchar su música favorita, le lleva su radio de buró al hospital donde se encuentra internada. Ahí le exigen que el radio sea probado por personal de mantenimiento para comprobar que es eléctricamente seguro. Al ver que una de las perillas tiene un potencial de 120 V, no se le permite llevar el radio al cuarto de su abuela. Ella se queja y dice que ha tenido ese radio por años y que nadie ha recibido jamás una descarga. No obstante tiene que comprar un radio nuevo de plástico. ¿Esto es justo? ¿Será el viejo radio igual de seguro cuando esté de regreso en la recámara de su abuela? 16. ¿Cuál es la ventaja del funcionamiento a 120 V en comparación con el funcionamiento a 240 V? ¿Cuáles son las desventajas?

Figura P28.14

Problemas Sección 28.1 Fuerza electromotriz 1. Una batería tiene una fem de 15.0 V. Cuando entrega 20.0 W de potencia a un resistor de carga externo R, el voltaje entre las terminales de la batería es de 11.6 V. a) ¿Cuál es el valor de R? b) ¿Cuál es la resistencia interna de la batería? 2. Dos baterías de 1.50 V —con sus terminales positivas en una misma orientación— están insertas en serie en el cuerpo de una linterna. Una de las baterías tiene una resistencia interna de 0.255 , y la otra una resistencia interna de 0.153 . Cuando el interruptor se cierra, por la lámpara pasa una corriente de 600 mA. a) ¿Cuál es la resistencia de la lámpara? b) ¿Qué fracción de la energía química transformada aparece como energía interna de las baterías? 3. La batería de un automóvil tiene una fem de 12.6 V y una resistencia interna de 0.080 0 . Los dos faros juntos presentan una resistencia equivalente de 5.00 (que se supone constante). ¿Cuál es la diferencia de potencial aplicada a las lámparas de los faros a) cuando representan la única carga de la batería y b) cuando funciona el motor de arranque, que consume 35.0 A adicionales de la batería? 4. v Como en el ejemplo 28.2, considere una fuente de energía con fem fija ! y resistencia interna r que causa corriente en una resistencia de carga R. En este problema, R es fija y r es variable. La eficiencia se define como la energía entregada a la carga dividida entre la energía entregada por la fem. a) Cuando la resistencia interna se ajusta para máxima transferencia de potencia, ¿cuál es la eficiencia? b) ¿Cuál debe ser la resistencia interna para la máxima eficiencia posible? c) Cuando la compañía eléctrica vende energía a un consumidor, ¿tiene una meta de alta eficiencia o de máxima transferencia de potencia? Explique. d) Cuando un estudiante conecta una bocina a un amplificador, ¿qué es lo que quiere más: eficiencia o alta transferencia de potencia? Explique. Sección 28.2 Resistores en serie y en paralelo 5. a) Determine la resistencia equivalente entre los puntos a y b de la figura P28.5. b) Si entre los puntos a y b se aplica una

2 " intermedio; 3 " desafiante;

diferencia de potencial de 34.0 V, calcule la corriente en cada resistor. 7.00 4.00

9.00

10.0 b

a Figura P28.5

6. v Un foco marcado “75 W [a] 120 V” se atornilla en un portalámpara en el extremo de un cable largo de extensión, en el cual cada uno de los dos conductores tiene una resistencia de 0.800 . El otro extremo de la extensión se enchufa en una salida de 120 V. Dibuje un diagrama de circuito y determine la potencia real entregada al foco en este circuito. a) Explique porqué la potencia verdadera que se entrega al foco no puede ser 75 W en esta situación. b) ¿Cómo puede modelar razonablemente como constante acerca del foco? 7. Considere el circuito que se muestra en la figura P28.7. Determine a) la corriente en el resistor de 20.0 y b) la diferencia de potencial entre los puntos a y b. 10.0 a

5.00

25.0 V

10.0

5.00

b

20.0

Figura P28.7

8. Con el propósito de medir la resistencia eléctrica del calzado a una placa de tierra metálica a través del cuerpo del usuario, la American National Standards Institute (ANSI) especifica el circuito que se muestra en la figura P28.8. La diferencia de po-

" razonamiento simbólico; v " razonamiento cualitativo

Problemas tencial $V aplicada al resistor de 1.00 M se mide con un voltímetro de alta resistencia. a) Demuestre que la resistencia del calzado está dada por

R calzado

1.00 M a

50.0 V ¢V b ¢V

b) En una prueba médica, la corriente a través del cuerpo humano no debe exceder los 150 mA. ¿La corriente especificada en el circuito de la ANSI puede exceder los 150 mA? Para poder decidir, piense en una persona de pie y descalza sobre una placa de tierra.

801

tencia equivalente es de 150 . Determine la resistencia de cada uno de ellos. 13. v Cuando se cierra el interruptor S en el circuito de la figura P28.13, ¿la resistencia equivalente entre los puntos a y b aumenta o disminuye? Establezca su razonamiento. Suponga que la resistencia equivalente cambia en un factor de 2. Determine el valor de R. R

90.0

10.0 S

a b

90.0

10.0 1.00 M Figura P28.13 V 50.0 V

Figura P28.8

9. Tres resistores de 100 están conectados como se muestra en la figura P28.9. La potencia máxima que puede ser entregada sin riesgo a cualquiera de los resistores es de 25.0 W. a) ¿Cuál es la diferencia de potencial máximo que se puede aplicar a las terminales a y b ? Para el voltaje determinado en el inciso a), ¿cuál es la potencia entregada a cada resistor? ¿Cuál es la potencia total entregada? 100 a

100

14. v Cuatro resistores están conectados a una batería, como se muestra en la figura P28.14. La corriente de la batería es I, la fem de la batería es ! y los valores de los resistores son R1 " R, R2 " 2R, R3 " 4R, R4 " 3R. a) Clasifique los resistores de acuerdo con la diferencia de potencial aplicada a los mismos, de mayor a menor. Observe cualquier caso de diferencias de potencial iguales. b) Determine la diferencia de potencial a través de cada resistor en términos de !. c) Clasifique los resistores de acuerdo con la corriente en ellos desde la más grande a la más pequeña. Anote cualquier caso de corrientes iguales. d) Determine la corriente en cada uno de los resistores en función de I. e) ¿Qué pasaría si? Si R3 aumenta, ¿qué le ocurre a la corriente en cada uno de los resistores? f) En el límite de R3 → #, ¿cuáles son los nuevos valores de corriente en cada resistor en función de I, la corriente original de la batería? R 2 = 2R

b R1 = R

R 4 = 3R

´

100

10. Con tres resistores —2.00 , 3.00 y 4.00 — determine 17 valores de resistencia que pueden obtenerse mediante combinaciones de uno o más resistores. Tabule las combinaciones en orden de resistencia creciente. 11. Una batería de 6.00 V suministra corriente al circuito que se muestra en la figura P28.11. Cuando el interruptor de doble posición S está abierto, como se muestra, la corriente en la batería es de 1.00 mA. Cuando el interruptor se cierra en la posición a, la corriente en la batería es de 2.00 mA. Determine las resistencias R1, R2 y R3.

R2

R1

R 3 = 4R

I

Figura P28.9

Figura P28.14

15. Calcule la potencia entregada a cada resistor en el circuito que se muestra en la figura P28.15. 2.00

18.0 V

3.00

1.00

4.00 Figura P28.15

Sección 28.3 Leyes de Kirchhoff 16. El amperímetro que se muestra en la figura P28.16 da una lectura de 2.00 A. Determine I1, I2 y !.

R2

a 6.00 V

S b

R3

I1

7.00

15.0 V A

Figura P28.11

12. Dos resistores conectados en serie tienen una resistencia equivalente de 690 . Cuando están conectados en paralelo, su resis-

2 " intermedio; 3 " desafiante;

I2

5.00 2.00

´ Figura P28.16

" razonamiento simbólico; v " razonamiento cualitativo

802

Capítulo 28

Circuitos de corriente directa

17. Determine la corriente en cada una de las ramas del circuito que se muestra en la figura P28.17.

5.00

3.00 1.00

200

40 V

360 V

80 V

80

20

70

1.00 8.00

+

Figura P28.23

+

12.0 V

4.00 V

Problemas 17, 18 y 19.

Figura P28.17

18. En la figura P28.17, demuestre cómo añadir sólo los amperímetros suficientes para medir todas las distintas corrientes. Demuestre cómo añadir sólo los voltímetros suficientes para medir la diferencia de potencial a través de cada resistor y de cada batería. 19. v El circuito que se considera en el problema 17 y que se mostró en la figura P28.17 está conectado durante 2.00 min. a) Determine la energía entregada por cada batería. b) Determine la energía entregada a cada resistor. c) Identifique la transformación neta de energía que se presenta en el funcionamiento del circuito y la cantidad total de energía transformada. 20. Las siguientes ecuaciones describen un circuito eléctrico:

I 1 1220

I 2 1370

2

2

I 2 1370

5.80 V I 3 1150

I1

I3

2

2

3.10 V

0

24. Una batería descargada se carga conectándola a la batería cargada de otro automóvil mediante cables pasa corriente (figura P28.24). Determine la corriente en el mecanismo de arranque y en la batería descargada.

0.01

0.06 mecanismo de arranque

+

+ 12 V 10 V – – Batería Batería cargada descargada Figura P28.24

25. Para el circuito que se muestra en la figura P28.25, calcule a) la corriente en el resistor de 2.00 y b) la diferencia de potencial entre los puntos a y b.

0

4.00

12.0 V

0

I2

1.00

b

2.00

a) Dibuje un diagrama del circuito. b) Calcule las incógnitas e identifique el significado físico de cada incógnita. 21. Considere el circuito que se muestra en la figura P28.21. ¿Cuáles son las lecturas esperadas del amperímetro ideal y del voltímetro ideal?

a

8.00 V

6.00

Figura P28.25 A

6.00

10.0

6.00 V

26. Para la red que se muestra en la figura P28.26, demuestre que la resistencia Rab " (27/17) .

V

5.00

6.00

1.0

1.0

a

b

4.50 V 1.0

Figura P28.21

3.0

22. Si R " 1.00 k y ´ " 250 V en la figura P28.22, determine la dirección y la magnitud de la corriente en el alambre horizontal entre a y e.

5.0

Figura P28.26

Sección 28.4 Circuitos RC R

c

b + –

´

2R

4R

d + –

3R

a

2´

e Figura P28.22

23. En el circuito de la figura P28.23, determine la corriente en cada resistor y la diferencia de potencial a través del resistor 200 .

2 " intermedio; 3 " desafiante;

27. Considere un circuito RC en serie (figura 28.16) para el cual R " 1.00 M , C " 5.00 mF, y ´ " 30.0 V. Determine a) la constante de tiempo del circuito y b) la carga máxima en el capacitor después de que el interruptor se mueve hacia a, conectando el capacitor a la batería. c) Determine la corriente en el resistor 10.0 s después de haber puesto el interruptor en a. 28. Un capacitor de 10.0 mF se carga mediante una batería de 10.0 V a través de una resistencia R. El capacitor alcanza una diferencia de potencial de 4.00 V en un intervalo de tiempo de 3.00 s después de comenzar la carga. Encuentre R. 29. Un capacitor de 2.00 nF con una carga inicial de 5.10 mC se descarga a través de un resistor de 1.30 k . a) Calcule la corriente en

" razonamiento simbólico; v " razonamiento cualitativo

Problemas el resistor 9.00 ms después de que el resistor se conecta entre las terminales del capacitor. b) ¿Cuál es la carga en el capacitor después de 8.00 ms? c) ¿Cuál es la corriente máxima en el resistor? #

e22t>RCdt en el ejemplo 28.11 tiene 30. Demuestre que la integral 0 el valor RC/2. 31. El circuito de la figura P28.31 se ha conectado durante mucho tiempo. a) ¿Cuál es la diferencia de potencial a través del capacitor? b) Si se desconecta la batería, ¿cuánto tiempo tarda el capacitor en descargarse hasta la décima parte de su voltaje inicial? 1.00

tencial aplicada al resistor? b) Ahora suponga que al circuito se añade un amperímetro, con una resistencia de 0.500 00 , y un voltímetro de resistencia de 20 000 , como se muestra en la figura P28.36b. Determine la lectura de cada uno. c) ¿Qué pasaría si? Ahora se cambia de posición el extremo de un alambre, como se muestra en la figura P28.36c. Determine las nuevas lecturas en los medidores.

6.000 0 V

8.00

803

20.000

1.00 mF 10.0 V 4.00

180.00 a)

32. En el circuito de la figura P28.32 el interruptor S, que ha estado abierto durante mucho tiempo, se cierra repentinamente. Determine la constante de tiempo a) antes de que el interruptor se cierre y b) después de que el interruptor ha cerrado. c) Suponga que el interruptor se cierra en t " 0. Determine la corriente que pasa por el interruptor como una función del tiempo. 50.0 k

10.0 mF

S 100 k Figura P28.32

Sección 28.5 Medidores eléctricos 33. Suponga que un galvanómetro tiene una resistencia interna de 60.0 y requiere una corriente de 0.500 mA para producir una deflexión de tamaño natural. ¿Qué resistencia debe conectarse en paralelo con el galvanómetro si la combinación ha de servir como amperímetro con una deflexión de tamaño natural para una corriente de 0.100 A? 34. Un galvanómetro particular funciona como un voltímetro de 2.00 V tamaño natural cuando un resistor de 2500 se conecta en serie con él. Funciona como un amperímetro de 0.500 A a tamaño natural cuando se le conecta en paralelo un resistor de 0.220 . Determine la resistencia interna del galvanómetro y la corriente requerida para producir desviación de tamaño natural. 35. Un galvanómetro particular, que requiere una corriente de 1.50 mA para una deflexión de tamaño natural y que tiene una resistencia de 75.0 , se puede usar para medir voltajes cableando un gran resistor en serie con el galvanómetro, como se sugiere en la figura 28.22. El efecto es limitar la corriente en el galvanómetro cuando es aplicado un gran voltaje. Calcular el valor del resistor que le permite al galvanómetro medir un voltaje aplicado de 25.0 V con una deflexión a tamaño natural. 36. v Efecto de carga. Resuelva este problema con una precisión de cinco dígitos. Haga referencia a la figura P28.36. a) Cuando se conecta un resistor de 180.00 a las terminales de una batería con fem de 6.000 0 V y resistencia interna igual a 20.000 , ¿cuál es la corriente en el resistor? ¿Cuál es la diferencia de po-

2 " intermedio; 3 " desafiante;

A

V

2.00

Figura P28.31

10.0 V

A

V

c)

b) Figura P28.36

Sección 28.6 Cableado doméstico y seguridad eléctrica 37. Un calentador eléctrico con 1500 W nominales, un tostador de 750 W y una parrilla eléctrica de 1000 W están conectados a un circuito doméstico normal de 120 V. a) ¿Cuánta corriente consume cada uno? b) ¿Para este caso es suficiente un cortacircuitos de 25.0 A? Explique su respuesta. 38. Encienda su lámpara de escritorio. Tome el cable con la mano y sosténgalo entre el pulgar y el índice. a) Haga una estimación, con un orden de magnitud, de la corriente que pasa por su mano. Puede suponer que en un instante dado en el interior del cable de la lámpara el conductor cercano a su pulgar se encuentra a un potencial ! 102 V y que el conductor cercano a su índice se encuentra al potencial de tierra (0 V). La resistencia de su mano depende de manera importante del espesor y el contenido de humedad de las capas superiores de su piel. Suponga que la resistencia de su mano entre las puntas de sus dedos índice y pulgar es de ! 104 . Usted puede representar el cable conteniendo un aislamiento de hule. Enuncie otras cantidades que haya medido o estimado, así como sus valores. Explique su razonamiento. b) Suponga que su cuerpo se encuentra aislado de cualesquiera otras cargas o corrientes. Describa en términos de un orden de magnitud el potencial de su pulgar donde toca el cable, y el potencial de su índice donde toca el cable. Problemas adicionales 39. El circuito de la figura P28.39 se conectó durante varios segundos. Encuentre la corriente a) en la batería de 4.00 V, I3

I1 a 3.00 V

6.00 mF

b

c

–

I2

+ + –

8.00 V

+

–

3.00

–

4.00 V

+

5.00

I=0 h

d 5.00

g

f I1

Figura P28.39

" razonamiento simbólico; v " razonamiento cualitativo

I3

e

804

Capítulo 28

Circuitos de corriente directa

b) en el resistor de 3.00 , c) en la batería de 8.00 V y d) en la batería de 3.00 V. Encuentre e) la carga en el capacitor. 40. v El circuito de la figura P28.40a consiste en tres resistores y una batería sin resistencia interna. a) Encuentre la corriente en el resistor de 5.00 . b) Encuentre la potencia entregada al resistor de 5.00 . c) En cada uno de los circuitos de las figuras P28.40b, P28.40c y P28.40d, se insertó en el circuito una batería adicional de 15.0 V. ¿Cuál diagrama o diagramas representa un circuito que requiera el uso de las reglas de Kirchhoff para encontrar las corrientes? Explique por qué. ¿En cuál de estos tres circuitos se entrega la menor cantidad de potencia al resistor de 10.0 ? No necesita calcular la potencia en cada circuito si explica su respuesta.

5.00

5.00

10.0

8.00

15.0 V

5.00

15.0 V 15.0 V

b) 10.0

5.00

8.00

15.0 V

46.

10.0

8.00

a)

45.

47.

10.0 15.0 V

8.00

15.0 V

48. 15.0 V

d)

c) Figura P28.40

41. Cuatro baterías AA de 1.50 V en serie se utilizan para energizar un radio de transistores. Si las baterías pueden mover una carga de 240 C, ¿cuánto tiempo durarán si el radio tiene una resistencia de 200 ? 42. v Una batería tiene una fem de 9.20 V y una resistencia interna de 1.20 . a) ¿Qué resistencia aplicada a las terminales de la batería extraerá de esta última una potencia de 12.8 W? b) ¿Y una potencia de 21.2 W? 43. Calcule la diferencia de potencial entre los puntos a y b en la figura P28.43 e identifique cuál de los puntos se encuentra a un potencial más elevado.

2.00

4.00 V a

49.

50.

o b) en paralelo? c) ¿En cuál de las conexiones brillarán más los focos? Una bateria recargable tiene una fem constante de 13.2 V y una resistencia interna de 0.850 . Se recarga por una fuente de energía por un intervalo de tiempo de 1.80 h. Después de cargarse, la batería regresa a su estado original, entregando corriente a un resistor de carga durante 7:30 h. Hallar la eficiencia como un dispositivo de almacenamiento de energía. (En este caso, la eficiencia se define como la energía entregada a la carga durante la descarga dividida entre la energía entregada por la fuente de energía de 14.7 V durante el proceso de carga). Una fuente de energía que tiene un voltaje de circuito abierto de 40.0 V y una resistencia interna de 2.00 es utilizada para cargar dos baterías conectadas en serie, cada una con una fem de 6.00 V y una resistencia interna de 0.300 . Si la corriente de carga debe ser de 4.00 A, a) ¿cuál es la resistencia adicional que debe añadirse en serie?, b) ¿a qué rapidez se incrementa la energía interna en la fuente, en las baterías, y en la resistencia en serie añadida?, c) ¿a qué rapidez se incrementa la energía química en las baterías? Cuando dos resistores desconocidos están conectados en serie con una batería, la batería entrega 225 W y transporta una corriente total de 5.00 A. Para la misma corriente total, se entregan 50.0 W cuando los resistores se conectan en paralelo. Determine los valores de los dos resistores. Cuando dos resistores desconocidos están conectados en serie con una batería, ésta entrega una potencia total s y lleva una corriente total de I. Para la misma corriente total, se entrega una potencia total P cuando los resistores están conectados en paralelo. Determine los valores de los dos resistores. Dos resistores R1 y R2 están en paralelo. Juntos llevan una corriente total I. a) Determine la corriente en cada resistor. b) Demuestre que esta división de la corriente total I entre ambos resistores da como resultado menos potencia entregada a la combinación que cualquier otra división. Es un principio general que la corriente en un circuito de corriente directa se autodistribuye para que la potencia total entregada al circuito sea mínima. v a) Determine la carga de equilibrio en el capacitor del circuito de la figura P28.50 como función de R. b) Evalúe la carga cuando R = 10.0 . c) ¿La carga en el capacitor puede ser cero? Si es así, ¿para qué valor de R ? d) ¿Cuál es la máxima magnitud posible de la carga en el capacitor? ¿Para qué valor de R se logra? e) ¿Experimentalmente es significativo tomar R " #? Explique su respuesta. Si es así, ¿qué magnitud de carga implica? Sugerencia: Puede hacer el inciso b) antes de la parte a), como práctica.

4.00

12.0 V

3.00

2.00 3.00 mF

5.00 V 10.0

b

80.0

R

Figura P28.43 Figura P28.50

44. Suponga que tiene una batería de fem ´ y tres focos idénticos, cada uno con una resistencia constante R. ¿Cuál es la potencia total entregada por la batería si los focos se conectan a) en serie,

2 " intermedio; 3 " desafiante;

51. El valor de un resistor R debe determinarse utilizando el arreglo amperímetro-voltímetro que se muestra en la figura P28.51. El amperímetro tiene una resistencia de 0.500 , y el voltímetro

" razonamiento simbólico; v " razonamiento cualitativo

Problemas una resistencia de 20.0 k . ¿En qué rango de los valores reales de R serán correctos los valores medidos a un aproximado de 5.00% si la medida se hace utilizando el circuito que se muestra en a) la figura P28.51a y b) la figura 28.51b?

S R2

A

b)

a) Figura P28.51

57. v Un voltímetro ideal, conectado a través de cierta batería fresca, lee 9.30 V, y un amperímetro ideal conectado brevemente a través de la misma batería lee 3.70 A. Se dice que la batería tiene un voltaje de circuito abierto de 9.30 V y una corriente de cortocircuito de 3.70 A. a) Modele la batería como una fuente de fem ´ en serie con una resistencia interna r. Determine tanto ´ como r. b) Un experimentador irresponsable conecta 20 de estas baterías idénticas como se sugiere en la figura P28.57. ¡Usted no intente este experimento! Encuentre el voltaje de circuito abierto y la corriente de cortocircuito del conjunto de baterías conectadas. c) Suponga que la resistencia entre las palmas de las dos manos del experimentador es de 120 . Encuentre la corriente en su cuerpo que resultaría si sus palmas tocaran las dos terminales expuestas del conjunto de baterías conectadas. d) Encuentre la potencia que se entregaría a su cuerpo en esta situación. e) Pensando que es seguro hacerlo, el experimentador amarra un alambre de cobre dentro de su camisa, que tiene entre sus manos, como una cuerda mitón. Para reducir la corriente en su cuerpo a 5.00 mA cuando presione los extremos del alambre contra los polos de la batería, ¿cuál debería ser la resistencia del alambre de cobre? f) Encuentre la potencia entregada a su cuerpo en esta situación. g) Encuentre la potencia entregada al alambre de cobre. h) Explique por qué la suma de las dos potencias en los incisos f) y g) es mucho menor que la potencia calculada en el inciso d). ¿Es significativo preguntar a dónde va el resto de la potencia?

Richard McGrew.

52. Una batería es utilizada para cargar un capacitor a través de un resistor, como se muestra en la figura 28.16b. Demuestre que la mitad de la energía suministrada por la batería aparece como energía interna en el resistor y que la otra mitad es almacenada en el capacitor. 53. Los valores de los componentes en un circuito RC en serie sencillo que contiene un interruptor (figura 28.16b) son C " 1.00 mF, R " 2.00 & 106 , y ´ " 10.0 V. Después de 10.0 s de que es puesto el interruptor en a, calcule a) la carga del capacitor, b) la corriente en el resistor, c) la rapidez a la cual se está almacenando la energía en el capacitor y d) la rapidez a la cual se entrega la energía de la batería. 54. Un joven tiene una aspiradora marcada con 535 W a 120 V y un Volkswagen Beetle, que quiere limpiar. Estaciona el automóvil en el estacionamiento de su departamento y usa una extensión barata de 15.0 m de largo para conectar la aspiradora. Usted puede suponer que la aspiradora tiene resistencia constante. a) Si la resistencia de cada uno de los dos conductores en la extensión es de 0.900 , ¿cuál es la potencia real entregada a la aspiradora? b) Si en vez de ello la potencia es de al menos 525 W, ¿cuál debe ser el diámetro de cada uno de los dos conductores de cobre idénticos en el cordón que compre? c) Repita el inciso b) si supone que la potencia es de al menos 532 W. Sugerencia: Una solución simbólica puede simplificar los cálculos. 55. Tres focos de 60.0 a 120 V están conectados a una fuente de potencia de 120 V, como se muestra en la figura P28.55. Determine a) la potencia total entregada a los tres focos y b) la diferencia de potencial a través de cada uno. Suponga que la resistencia de cada foco es constante (aun cuando en realidad la resistencia puede aumentar considerablemente en función de la corriente).

R1 120 V

C2

Figura P28.56

V

V

R1

C1

R

R A

805

R2 R3 Figura P28.55

56. El interruptor S ha estado cerrado durante mucho tiempo, y el circuito eléctrico que muestra la figura P28.68 lleva una corriente constante. Tome C 1 " 3.00 mF, C 2 " 6.00 mF, R1 " 4.00 k , y R2 " 7.00 k . La potencia entregada a R2 es de 2.40 W. a) Determine la carga en C1. b) Suponga que se abre el interruptor. Después de varios milisegundos, ¿cuánto ha cambiado la carga en C 2?

2 " intermedio; 3 " desafiante;

Figura P28.57

58. Cuatro resistores están conectados en paralelo con una batería de 9.20 V. Transportan corrientes de 150 mA, 45.0 mA, 14.00 mA y 4.00 mA. a) Si el resistor de mayor resistencia es reemplazado con uno que soporte el doble, ¿cuál es la relación entre la nueva corriente de la batería y la original? b) ¿Qué pasaría si? Si se reemplaza el resistor con menor resistencia por uno con el doble de ésta, ¿cuál es la relación entre la nueva corriente total y la original? c) En una noche de febrero, una casa pierde energía debido a varias fugas de calor, incluyendo las siguientes: 1500 W

" razonamiento simbólico; v " razonamiento cualitativo