Ejercicio 32 Capitulo 25 Sears 12ava Edición

Ejercicio 32 capitulo 25 Sears 12ava edición 25.32. Considere el circuito que se ilustra en la fgura 25.33. El voltaje terminal de la batería de 24.0 V es de 21.2 V. V. Cu!les son a" la resistencia interna r de la batería # b" la resistencia $ del resistor en el circuito%

Tipo de fenómeno $esistencia interna &e# de o'm

Explicación tipo de fenómeno (orque en el )roblema nos )iden 'allar la resistencia interna debido a que en este caso *+ e,iste -uente ideal de -em. &a le# de o'm )ara )oder 'allar la resistencia $ del resistor en el circuito la )odemo )odemos s utili/ utili/ar ar )orque )orque conoc conocemo emos s el voltaj voltaje e termin terminal al # la intens intensida idad d de corriente.

Objetivos 1. allar allar la resist resistencia encia interna interna r de la batería batería.. 2. allar allar la resistenci resistencia a $ del resistor resistor del circuito circuito mostrad mostrado o en la fgura.

Hechos ε =24 V   I =4  A V  AB =21.2 V 

odelación !"sico matem#tica &e# de o'm V  AB= IR

V voltaje de  a    ntensidad de corriente $ $esistencia

efnici6n de voltaje terminal -uente con resistencia interna V  AB = ε − Ir

ε =Voltios de la batería

r$esistencia interna de la batería

$esarrollo ε =24 V . I = 4.00 A

a"

V  AB= ε − Ir , 21.2 V =24.0 V − 4.00 Ar

es)ejando r nos queda que r0.700 8 V  AB V   IR , = = R =5.30 Ω  AB b"  I 

%onclusiones • •

&a resistencia interna de la batería r es r0.700 8 &a resistencia $ es $ 5.30 8

Ejercicio &2 cap"tulo 25 Sears 12ava edición 25.42. 9n resistor con di-erencia de )otencial de 15.0 V a trav:s de sus e,tremos desarrolla energía t:rmica a una tasa de 327 ;. a" Cu!l es su resistencia% b" Cu!l es la corriente en el resistor% Tipo de fenómeno Energía # )otencia en circuitos el:ctricos Explicación tipo de fenómeno (orque en el )roblema nos dan la )otencia que es la ra)ide/ con la que se entrega energía a un elemento de circuito o se e,trae de :ste. Objetivos 1. allar la resistencia $. 2. allar la corriente a trav:s del resistor . Hechos (327 ; )otencia V15.0 V di-erencia de )otencial odelación f"sico matem#tica

&e# de +'m V$  ntensidad de corriente $ $esistencia Vdi-erencia de )otencial efnici6n de )otencia (V ( (otencia $esarrollo a" es)ejando  de la le# de o'm nos queda que

 I =

V   R  a'ora

sustitu#endo esto en la defnici6n de )otencia nos queda que 2

 R=

V 

 P

2

 R =

( 15.0 V  ) 327 W 

=0.688 Ω

b" 'ora utili/ando la le# de o'm 'allamos la intensidad de corriente  I =

  15.0 V  0.688 Ω

= 21.8 A

%onclusión • •

&a resistencia $ es $ 0.<== 8. &a intensidad de corriente  es  21.=>

Ejercicio 3'( cap"tulo 3) !"sica de Ser*a+ 5ta edición 3= En el modelo de o'r del !tomo de 'idrogeno de 1?13 el electr6n est! en una 6rbita circular de 5.2?@10 A11 m de radio # su ra)ide/ es de 2.1?@10 < mBs. a" Cu!l es la magnitud del momento magn:tico debido al movimiento del electr6n% " i el electr6n gira en sentido contrario a las manecillas del reloj en un círculo 'ori/ontal Cu!l es la direcci6n de este vector de momento magn:tico%

Tipo de !enómeno Dagnetismo en la materia

Explicación tipo de fenómeno Como los electrones se mueven en orbitas circulares alrededor de un ncleo el electr6n constitu#e una delgada es)ira de corriente Fdebido a que es carga en movimiento" # el momento magn:tico del electr6n se asocia con su movimiento orbital.

Objetivo eterminar cu!l es la magnitud del momento magn:tico debido al movimiento del electr6n. eterminar la direcci6n del momento magn:tico si el electr6n gira en sentido contrario a las manecillas del reloj en un círculo 'ori/ontal.

Hechos El radio de la 6rbita del electr6n en el modelo del !tomo de 'idrogeno de 1?13 de o'r es de 5.2?@10 A11 m. &a ra)ide/ del electr6n es de 2.1?@10 < mBs &a 6rbita del electr6n es circular

•

• •

odelación f"sico matem#tica Como la 6rbita que describe el electr6n es circular va a -ormar un círculo de !rea  # de radio r  A = π r

2

El )eriodo con que el electr6n com)leta una vuelta es T =

2 π 

ω

onde G es la velocidad angular &a ra)ide/ orbital del electr6n es v=

2 πr

T 

 es decir que GvBr

&a corriente  asociada con este electr6n orbital con ra)ide/ v  I =

e eω ev = = T  2 π  2 πr

El momento magn:tico asociado con esta es)ira de corriente Fel electr6n -orma una es)ira delgada" es

H@

$esarrollo 6

−19

a"  μ= ev ∗π r 2= 2 πr

El

momento −24

9.26808 ¿ 10

1.60∗ 10

C ∗2.19∗10 m s 2

magn:tico Cm s

debido

−11

∗5.29∗10

al

−24

m = 9.26808 ¿ 10

movimiento

del

Cm s

2

electr6n

es

2

b" ebido a que el electr6n es FA" su actual IconvencionalJ es 'acia la derec'a como se ve desde arriba # H entonces a)untara 'acia abajo. %onclusiones •

El

momento −24

9.26808 ¿ 10

magn:tico Cm s

debido

al

movimiento

del

electr6n

es

2

i el electr6n se mueve en sentido anti 'orario el momento magn:tico a)untara 'acia abajo.