EJERCICIOS DE LEY DE COULOMB
1.- El átomo normal de hidrógeno tiene un protón en su núcleo y un
electrón en su órbita. Suponiendo que la órbita que recorre el electrón es
circular y que la distancia entre ambas partículas es 5,3x10-11(m), hallar:
a) la fuerza eléctrica de atracción entre el protón y el electrón, b) la
velocidad lineal del electrón. La masa del electrón es 9,11x10-31(kg).
(8,2x10-8N; 2,2x106m/s)
2.- Hallar la relación entre la fuerza eléctrica F(e) y la gravitatoria
F(g) (o peso) entre dos electrones. (F(e) = 4,16x1042F(g))
3.- Dos esferillas iguales e igualmente cargadas, de 0,1 gr de masa cada
una, se suspenden del mismo punto mediante hilos de 13 cm de longitud.
Debido a la repulsión entre ambas, las esferillas se separan 10 cm. Hallar
la carga de cada una de ellas. (2,1x10-8C)
4.- Hallar: a) la intensidad del campo eléctrico E, en el aire, a una
distancia de 30 cm de la carga q1 = 5x10-9C, b) la fuerza que actúa sobre
una carga q2 = 4x10-10C situada a 30 cm de q1. (500N/C; 2x10-7N)
5.- a) Hallar la intensidad del campo eléctrico en el aire entre dos
cargas puntuales de 20x10-8 y -5x10-8 C, distantes 10 cm. Calcular
seguidamente la fuerza que actúa sobre una carga de 4x10-8 C, situada en el
punto medio del segmento que une las cargas dadas. b) Si en lugar de la
carga de -5x10-8 C se coloca otra de 5x10-8 C, calcular la intensidad del
campo y la fuerza resultante sobre la carga de 4x10-8 C. (9x105N/C hacia la
derecha; 3,6x10-2N hacia la derecha; 54x104N/C hacia la derecha; 2,2x10-2
hacia la derecha)
6.- Calcular el número de electrones que suman una carga eléctrica de 1
C. Hallar la masa y el peso de tales electrones. (6,2x1018 electrones;
5,7x10-12 kg; 5,6x10-11 N)
7.- Hallar la fuerza ejercida entre dos cargas iguales de 1C separadas
en el aire una distancia de 1 km. (9000 N de repulsión)
8.- Hallar la fuerza ejercida entre dos electrones libres separados 1 A
(1 A = 10-10m; A = Amstrong). (2,3x10-8N de repulsión)
9.- Calcular la fuerza de repulsión entre dos núcleos atómicos de argón
separados en el aire una distancia de 1 mμ (milimicra = 10-9m). La carga
eléctrica del núcleo de argón es de 18 protones. (7,5x10-8N)
10.- Dos esferillas igualmente cargadas distan 3 cm, están situadas en
el aire y se repelen con una fuerza de 4x10-5N. Calcular la carga de cada
esferilla. (2x10-9C)
11.- Dos esferillas iguales distan 3cm, están situadas en el aire y sus
cargas eléctricas son 3x10-9 C y -12x10-9C, respectivamente. Hallar la
fuerza de atracción eléctrica entre ellas. Si se ponen en contacto las
esferillas y luego se separan 3cm, ¿cuál será la fuerza ejercida? (3,6x10-
4N de atracción; 2x10-4 N de repulsión)
12.- En los vértices de un triángulo equilátero de 10cm de lado se
sitúan cargas de 2, 3 y -8 μC (1μC = 10-6C). Hallar el módulo de la fuerza
ejercida sobre la carga de -8μC por acción de las otras dos. Se supone que
el medio es el aire. (31,4N)
13.- Calcular la fuerza ejercida sobre una carga de -10-6C situada en el
punto medio del trazo que une las cargas de 10-8 y -10-8 C, separadas 6m.
(2x10-5N hacia la carga de 10-8C)
14.- Sobre una mesa lisa, aislante, en los vértices de un cuadrado de
diagonal igual a 20cm, están fijas esferas cargadas de 20stc, 30stc, -20stc
y 40stc, respectivamente. a) Determine la fuerza resultante que actúa sobre
una esfera de masa igual a 10g colocada en el centro del cuadrado, con una
carga de 10stc, b) Determine la aceleración de la esfera en esa posición.
(4,1 dinas; 0,41cm/s2)
15.- Un electroscopio está cargado negativamente: a) Al aproximar un
cuerpo electrizado, observamos que las hojas del electroscopio divergen aún
más. ¿Cuál debe ser el signo de la carga del cuerpo? Explique. b) Si las
hojas del electroscopio disminuyen su abertura ¿ qué se puede concluir
sobre la carga del cuerpo? Explique. c) A veces se observa que aproximando
gradualmente el cuerpo a la esfera del electroscopio, las hojas
inicialmente se cierran y en seguida divergen nuevamente. Explique por qué
ocurre esto.
16.- ¿Es posible electrizar positivamente un cuerpo sin que,
simultáneamente, otro cuerpo se electrice negativamente?, ¿por qué?
17.- F1 es la fuerza de repulsión ejercida por q2 sobre q1 y F2 es la
fuerza de q1 sobre q2. La distancia entre las cargas permanece invariable.
a) Suponiendo que q1 > q2, ¿Cuál fuerza será mayor? b) Si doblamos el valor
de la carga q1, ¿qué le sucederá a la fuerza F1 y a la fuerza F2? c)
Responda a la pregunta anterior, suponiendo que q1 se duplicó y q2 se
cuadruplicó.
18.- En cada uno de los siguientes casos ¿qué alteración debe hacerse a
la distancia entre dos pequeños objetos cargados, para que la fuerza
eléctrica entre ellas se mantenga constante?: a) la carga en cada objeto se
triplica. b) la carga en cada objeto se reduce a la mitad. c) la carga de
uno de los objetos se duplica y en el otro se reduce a la mitad.
19.- Considere dos cargas positivas q1 y q2, siendo q1 > q2, separadas
cierta distancia con q1 a la izquierda. Para que una tercera carga q quede
en equilibrio cuando se coloca entre la línea que une q1 y q2, ¿su posición
deberá ser:
a. entre q1 y q2 y más próxima a q1, si q fuese positiva?,
b. a la izquierda de q1, si q fuese negativa?,
c. entre q1 y q2, más próxima a q2, si q fuese positiva?,
d. entre q1 y q2, más próxima a q2, si q fuese negativa?,
e. a la derecha de q2, si q fuese positiva?
20.- Resuelva el ejercicio anterior suponiendo que q1 es una carga
positiva y q2 es negativa.
21.- Suponga que 1 gr de hidrógeno se separa en electrones y protones.
Considere también que los protones se sitúan en el polo norte terrestre y
los electrones, en el polo sur. ¿Cuál es la fuerza con que comprimen
(fuerza compresional) la tierra? (514 kN)
22.- Calcule el número de electrones en un pequeño alfiler de plata,
eléctricamente neutro, que tiene una masa de 10 gr. La plata tiene 47
electrones por átomo, y su masa atómica es de 107,87.
23.- Dos protones en una molécula están separados por 3,8x10-10 m. A)
Encuentre la fuerza electrostática ejercida por un protón sobre otro. B)
¿Cómo se compara la magnitud de esta fuerza con la magnitud de la fuerza
gravitacional entre los dos protones?. C) ¿Cuál debe ser la razón entre la
carga y la masa de una partícula si la magnitud de la fuerza gravitacional
entre ella y una partícula es igual a la magnitud de la fuerza
electrostática? (a) 1,59 nN alejándose, b) 1,24x1036 veces más grande, c)
8,61x10-11 C/kg)
24.- En la fisión, un núcleo de uranio –238, que contiene 92 protones,
se divide en dos esferas más pequeñas, cada una con 46 protones y un radio
de 5,9x10-15 m. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza eléctrica repulsiva que
tiende a separar las dos esferas?
25.- ¿Cuáles magnitudes iguales de carga deben colocarse sobre la Tierra
y la Luna para hacer la magnitud de la fuerza eléctrica entre estos dos
cuerpos igual a la fuerza gravitacional. (57,1 TC)
26.- En la siguiente figura se muestran tres cargas puntuales idénticas,
cada una de masa m y carga q, que cuelgan de tres cuerdas. Determine el
valor de q en términos de m, L y α .
27.- En la figura se localizan tres cargas puntuales ubicadas en las
esquinas de un triángulo equilátero. Calcule la fuerza eléctrica neta sobre
la carga de 7 μC. (0,873 N, 330º)
CAMPO ELECTRICO
1. Hallar la intensidad del campo eléctrico, en el aire, a una distancia de
30 cm de la carga q1= 5x10-9c. 500 N/C
2. Hallar la intensidad del campo eléctrico en el aire entre dos cargas
puntuales de 20x10-8 y -5x10-8C, distantes 10cm. Haga lo mismo considerando
que reemplaza la carga de -5x10-8 por una de 5x10-8C. 9x105 N/C, 54x104 N/C
3. Dos cargas eléctricas de 3 y –8 µC están a dos metros. Calcular la
intensidad de campo en el punto medio del trazo que une estas cargas.
9,9x104 N/C
4. Calcular la intensidad en un punto de un campo eléctrico si al colocar
la carga de 48 μC en él el campo actúa con la fuerza de 1,6N. (1/3) x105
N/C
5. Calcular la intensidad del campo eléctrico en un punto situado a 18 km
de una carga de 120 μC. 0,03333 N/C
6. Hallar la intensidad del campo eléctrico en un punto del aire situado a
3 cm de una carga de 5x10-8C. 5x105 N/C
7. Calcular la intensidad del campo eléctrico en un punto del aire situado
a 1 mu (10-9 metros) de un núcleo atómico de helio cuya carga vale 2
electrones. 2,88x109 N/C
8. Hallar la aceleración de un protón en un campo eléctrico de intensidad
500 N/C. ¿Cuántas veces esta aceleración es mayor que la debida a la
gravedad? 4,8x1010 m/s2, 4,9x109
9. En un punto P del espacio existe un campo eléctrico E de 5x104 N/C,
dirigido hacia la derecha. a) Si una carga de prueba positiva de 1,5 µC, se
coloca en P, ¿cuál será el valor de la fuerza eléctrica que actúa sobre
ella?, ¿en qué sentido se moverá la carga de prueba?, c) responda las
preguntas (a) y (b) suponiendo que la carga de prueba es negativa. 7,5x10-2
N; 7,5x10-2N
10. Dos cargas positivas de 1,5 µC y 3 µC, que están separadas 20 cm. ¿En
qué punto será nulo el campo eléctrico creado por esas cargas? entre ellas
a 8,3 cm de la primera.
11. Se comprueba que en la proximidad de la superficie de la Tierra, existe
un campo eléctrico, aproximadamente 100 N/C, dirigido verticalmente hacia
abajo. a) ¿Cuál es el signo de la carga eléctrica existente en la Tierra?,
b) ¿Cuál es el valor de esta carga?, c) Como la Tierra es un conductor,
esta carga está distribuida casi totalmente en su superficie, ¿cuál es
entonces, la carga existente en cada metro cuadrado de la superficie
terrestre? 4,5x105 C; 8,8x10-10 C/m2
12.- La figura 1 muestra las líneas de fuerza de un campo eléctrico. a)
¿Este campo es más intenso en las proximidades de la región A o de la
región B?, b) Si se coloca un cuerpo pequeño metálico descargado en este
campo, ¿quedará en equilibrio?, c) ¿Cómo se modificaría su respuesta a la
pregunta anterior si el campo fuese uniforme?
13.- Un electrón y un protón penetran con velocidad v entre las placas
mostradas en la figura 2. a) Describa cualitativamente el movimiento de
cada uno. b) Al emerger de las placas, ¿cuál de los dos habrá experimentado
una desviación mayor?
14. Una esfera metálica maciza, de 20 cm de radio, está electrizada
positivamente con una carga de 2 µC. Determinar la intensidad del campo
eléctrico de esta esfera en los siguientes puntos: a) en el centro de la
esfera, b) a 10 cm del centro de la esfera, c) en la superficie de la
esfera, d) en un punto exterior a la esfera y a 20 cm de su superficie, e)
¿cómo cambiarían sus respuestas si la esfera fuese hueca? 0, 0, 4,5x105
N/C, 1,1x105 N/C, no cambian.
15. Una partícula con carga de 5,8 nC está colocada en el origen de
coordenadas. Determinar las componentes del campo eléctrico producido en
los puntos (15 cm, 0) y (10 cm, 20 cm).
16. Un avión vuela a través de un nubarrón a una altura de 2.000 m. Si hay
una concentración de carga de 40 C a una altura de 3.000 m dentro de la
nube y – 40 C a una altura de 1.000 m, ¿cuál es el campo eléctrico en la
aeronave?
17. Un objeto que tiene una carga neta de 24 µC se coloca en un campo
eléctrico uniforme de 610 N/C dirigido verticalmente. ¿Cuál es la masa de
este objeto si "flota" en el campo?
18. En un día seco de invierno, si usted camina arrastrando sus pies sobre
una alfombra, generará una carga y sentirá un choque eléctrico cuando toque
la perilla metálica de una puerta. En un cuarto oscuro usted puede ver una
chispa de aproximadamente 2 cm de largo. El aire se vuelve conductor a una
intensidad de campo de 3x106 N/C. Suponga que justo antes de que ocurra la
chispa, todas las cargas están en su dedo y han sido llevadas ahí por la
inducción debida a la proximidad de la perilla. Aproxime la punta de su
dedo como a una esfera de 1,5 cm de diámetro y suponga que ahí hay una
cantidad de carga igual sobre la perilla a 2 cm de distancia. A) ¿Qué
cantidad de carga ha generado?, b) ¿A cuántos electrones corresponde dicha
cantidad? (18,8nC; 1,17x1011 electrones)
19. Un punto con una carga q se localiza en (x0, y0) en el plano xy.
Demuestre que las componentes x e y del campo eléctrico en (x, y) debidas a
esta carga son:
20. Dos cargas puntuales de 2 μC se localizan sobre el eje x. Una está
en x = 1 m y la otra en x = -1 m. a) Determine el campo eléctrico sobre el
eje y en y = 0,5 m. B) Calcule la fuerza eléctrica sobre una carga de –3 μC
situada en el eje x a una distancia y = 0,5 m. (1,29x104 N/C j; -3,87x10-2
N j)
21. Determine la magnitud del campo eléctrico en la superficie de un núcleo
de plomo 208, que contiene 28 protones y 126 neutrones. Suponga que el
núcleo de plomo tiene un volumen 208 veces el de un protón, y considere a
los protones como si fueran esferas duras de 1,2x10-15 m de radio.
22.- Tres cargas puntuales, q, 2q y 3q, están colgadas sobre los vértices
de un triángulo equilátero. Determine la magnitud del campo eléctrico en el
centro geométrico del triángulo.
23.- Tres cargas iguales q están en las esquinas de un triángulo equilátero
de lados a, a) ¿en qué punto, en el plano de las cargas, el campo eléctrico
es cero?, b) ¿cuáles son la magnitud y dirección del campo eléctrico en una
de las cargas debido a las dos cargas en la base? (en el centro, )
24. Cuatro cargas puntuales están en las esquinas de un cuadrado de lado a,
como se muestra en la figura. A) Determine la magnitud y dirección del
campo eléctrico en la posición de la carga q, b) ¿cuál es la fuerza
resultante sobre q? (5,91kq/a2 a 58,8º; 5,91kq2/a2 a 58,8º)
25. Una carga de –4 µC se localiza en el origen, y una carga de –5 µC se
ubica a lo largo del eje y en y = 2 m. ¿En qué punto, a lo largo del eje y,
el campo eléctrico es cero?
26. Una barra de 14 cm de largo está cargada uniformemente y tiene una
carga total de –22 m C. Determine la magnitud y dirección del campo
eléctrico a lo largo del eje de la barra en un punto a 36 cm de su centro.
27. Una línea de carga continua se encuentra a lo largo del eje x,
extendiéndose desde x = +x0 hasta el infinito positivo. La línea tiene una
densidad de carga lineal uniforme l 0. ¿Cuáles son la magnitud y dirección
del campo eléctrico en el origen? (kl 0/x0)i
28. Una línea de carga empieza en x = +x0 y se extiende hasta el infinito
positivo. Si la densidad de carga lineal es l = l 0x0/x, determine el campo
eléctrico en el origen.
29. Un electrón y un protón se ponen en reposo en un campo eléctrico de 520
N/C. Calcule la velocidad de cada partícula 48 ns después de liberarlas. (n
= 10-9)
30. Un protón acelera desde el reposo en un campo eléctrico de 640 N/C.
Cierto tiempo después su velocidad es 1,2x106 m/s. A) Encuentre la
aceleración del protón, b) ¿cuánto tarda el protón en alcanzar su
velocidad?, c) ¿qué distancia ha recorrido en ese tiempo?, d) ¿cuál es su
energía cinética en ese tiempo? (a) 6,14x1010 m/s2, b) 19,5 m s, c) 11,7 m,
d) 1,2 fJ)
31. Un electrón se mueve a 3x106 m/s dentro de un campo eléctrico uniforme
de 1.000 N/C de magnitud. El campo es paralelo a la velocidad del electrón
y actúa para desacelerarlo. ¿Qué distancia se desplaza el electrón antes de
llevarlo al reposo?
32. Cada uno de los electrones en un haz de partículas tiene una energía
cinética de 1,6x10-17 J. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección del campo
eléctrico que detendrá estos electrones en una distancia de 10 cm? (103 N/C
en la dirección del haz)
33. Un electrón que viaja con una velocidad inicial igual a 8,6x105 i m/s
entra en una región de un campo eléctrico de 4,1x103 i N/C. A) Encuentre la
aceleración del electrón, b) determine el tiempo que tarda el electrón en
llegar al reposo después de entrar al campo, c) ¿qué distancia recorre el
electrón en el campo eléctrico antes de detenerse?
34. Un protón se lanza en la dirección x dentro de una región de un campo
eléctrico uniforme E = -6x105 i N/C. El protón viaja 7 cm antes de
detenerse. Determine: a) la aceleración del protón, b) su velocidad
inicial, c) el tiempo que tarda en detenerse. (a) –5,75x1013 m/s2 i, b)
2,84x106 m/s, c) 49,4 ns)
35. Una cuenta (pequeña esfera) de 1 gr cargada positivamente que se
encuentra al principio en reposo en el vacío, desciende 5 m a través de un
campo eléctrico vertical uniforme de magnitud 10.000 N/C. La cuenta golpea
al suelo a 21 m/s. Determine a) la dirección del campo eléctrico (arriba o
abajo), b) la carga en la cuenta.
36. Un protón se mueve a 4,5x105 m/s en la dirección horizontal. Entra a un
campo eléctrico uniforme de 9,6x103 N/C dirigido verticalmente hacia abajo.
Ignore todos los efectos gravitacionales y encuentre: a) el tiempo que
tarda el protón en viajar 5 cm horizontalmente, b) su desplazamiento
vertical después de que ha recorrido 5 cm horizontalmente, c) las
componentes horizontal y vertical de su velocidad después de que ha
recorrido 5 cm en la dirección horizontal. (a) 111 ns; b) 5,67 mm, c) 450
km/s i + 102 km/s j)
37. Un electrón se proyecta a un ángulo de 30º sobre la horizontal y a una
velocidad de 8,2x105 m/s, en una región donde el campo eléctrico es E = 390
j N/C. Ignore la gravedad y determine a) el tiempo que tarda el electrón en
regresar a su altura inicial, b) la altura máxima que alcanza, c) su
desplazamiento horizontal cuando alcanza su altura máxima.
38. Se lanzan protones con una velocidad inicial v0 = 9.550 m/s dentro de
una región donde se presenta un campo eléctrico uniforme E = - 720 j N/C.
Los protones van a incidir sobre un blanco que se encuentra a una distancia
horizontal de 1,27 mm del punto donde se lanzaron los protones. Determine
a) los dos ángulos de lanzamiento que darán como resultado el impacto, b)
el tiempo total de vuelo para cada trayectoria. (a) 36,9º; 53,1º; b) 167
ns; 221 ns)
CAMPO ELECTRICO
(conceptual)
1. Al definir el campo eléctrico, ¿por qué es necesario especificar que
la magnitud de la carga de prueba es muy pequeña?
2. ¿Cuándo es válido representar de manera aproximada una distribución de
carga por medio de una carga puntual?
3. Explique por qué las líneas de campo eléctrico no forman lazos
cerrados (curvas cerradas).
4. Es posible que un campo eléctrico exista en el espacio vacío.
5. Un electrón libre y un protón libre se ponen en un campo eléctrico
idéntico. Compare las fuerzas eléctricas sobre cada partícula. Compare
sus aceleraciones.
6. Explique que sucede con la magnitud del campo eléctrico de una carga
puntual cuando r tiende a cero.
7. Una carga negativa se pone en una región del espacio donde el campo
eléctrico está dirigido verticalmente hacia arriba. ¿cuál es la
dirección de la fuerza eléctrica experimentada por esa carga?
8. Una carga 4q está a una distancia r de una carga –q. Compare el número
de líneas de campo eléctrico que salen de la carga 4q con el número
que entra a la carga –q.
9. Considere dos cargas puntuales iguales separadas una distancia d. ¿En
qué parte, aparte del infinito, una tercera carga de prueba no
experimentaría una fuerza neta?
10. ¿Cómo se indica la intensidad de un campo eléctrico cuando se
representa por medio de líneas de campo?
11. ¿Qué aspecto tienen las líneas de campo cuando la intensidad del campo
es la misma en todos los puntos de una región?
12. ¿Se puede construir un escudo para resguardarse del campo
gravitatorio?, ¿se puede construir un escudo para resguardarse del
campo eléctrico?
CAPACIDAD ELECTRICA
1. Calcule la capacidad de la Tierra considerada como un conductor esférico
de 6370 km de radio.
2. Calcular la capacidad de un condensador de discos de 12 cm de radio si
están a 6 mm entre sí y tienen por dieléctrico (ε ) una placa de vidrio de
ε = 8. (480stf)
3. ¿Qué potencial adquiere un condensador de discos al ser cargado con 12
μC si tiene 24 cm de radio separados a 9 mm, siendo el dieléctrico la mica
de ε = 6? (11250V)
4. Demostrar que la energía eléctrica potencial acumulada por un
condensador es también: T = qV/2 o T = q2/2C
5. Se aplica una diferencia de potencial de 300 volts a un condensador de 2
y a uno de 8 μF conectados en serie. Determine la carga y la diferencia de
potencial para cada condensador.
6. Un condensador de placas paralelas tiene placas circulares de 8 cm de
radio y separadas 1 mm. ¿Qué carga aparecerá en las placas si se aplica una
diferencia de potencial de 100 volts?
7. Se tienen 3 condensadores: C1 = 4μF, C2 = 8μF y C3 = 16μF. Determine la
capacidad equivalente si se conectan: a) en serie, b) en paralelo y c) C1 y
C2 en paralelo conectados en serie con C3.
8. Si a los condensadores anteriores se conectan a una fem de 200 V. ¿Qué
carga adquieren en cada conexión?
9. Siempre con las mismas conexiones anteriores. ¿Qué energía se almacena
en cada condensador en cada conexión?
10. Si se dispusiera de varios condensadores de 2 μF, cada uno de ellos
capaz de resistir 200 V sin romperse el dieléctrico, ¿cómo se podrían
combinar para tener capacitancias equivalentes a: a) 0,4 μF, o bien, b) 1,2
μF, con la condición de que ambos puedan resistir 1000 V?
11. Un condensador de aire de placas paralelas tiene una capacitancia de
100 μF, ¿cuál es la energía almacenada si se aplica una diferencia de
potencial de 50 V?
12. Dos condensadores de 2 y 4 μF se conectan en paralelo y se les aplica
una tensión de 300 V. Calcular la energía total almacenada en el sistema.
13. Para almacenar energía eléctrica se usa una batería de 2000
condensadores de 5 μF conectados en paralelo. ¿Cuánto cuesta cargar esta
batería hasta 50.000 V, suponiendo que la tarifa de energía eléctrica es de
$ 20 por cada kw-hr.?
14. Un capacitor con aire entre sus placas tiene una capacitancia de 8 μF.
Determinar su capacitancia cuando se coloca entre sus placas un aislante de
constante dieléctrica 6. (48 μF)
15. Un capacitor de 300 pF (p = 10-12) se carga a un voltaje de 1 kV. ¿Cuál
es la carga que puede almacenar? (0,3 μ C)
16. Una esfera metálica tiene una carga de 6 nC (n = 10-9) cuando su
potencial es de 200 V más alto que el de sus alrededores y está montada
sobre una barra aislante. ¿Cuál es la capacitancia del capacitor formado
por la esfera y sus alrededores? (300 pF)
17. Un capacitor de 1,2 μF se carga a 3 kV. Calcular la energía almacenada
en el capacitor. (5,4 J)
18. La combinación en serie de los dos capacitores mostrados en la figura
están conectados a una diferencia de potencial de 1.000 V. Encuentre a) la
capacidad equivalente de la combinación, b) la magnitud de las cargas en
cada condensador, c) la diferencia de potencial a través de cada
condensador, d) la energía almacenada en los condensadores. (a) 2 pF, b) 2
nC, c) 667 V; 333 V; d) 0,67 μJ; 0,33 μJ; 1 μJ)
19. La combinación de condensadores en paralelo mostrada en la figura está
conectada a una fuente que suministra una diferencia de potencial de 120 V.
Calcular la capacidad equivalente, la carga de cada condensador y la carga
en la combinación. (8 pF; 240 pC; 720 pC; 960 pC)
20. Cada una de las placas paralelas de un condensador tiene un área de 200
cm2, y se encuentran separadas por un espacio de aire de 0,4 cm. a)
Calcular su capacidad, b) Si el condensador está conectado a una fuente que
suministra una diferencia de potencial de 500 V, calcular la carga, la
energía almacenada y el valor de E entre las placas, c) si un líquido con
una K = 2,6 se vacía entre las placas para sustituir el espacio de aire,
¿qué carga adicional le suministrará al condensador la fuente de 500 V? (a)
44 pF, b) 22 nC; 5,5 μ J; 125 kV/m c) 57 nC)
21. Dos condensadores, 3 μF y 4 μF, son cargados individualmente con una
batería que suministra una diferencia de potencial de 6 V. Una vez
desconectados de ésta, se conectan juntos, con la placa negativa de una
unidad a la placa positiva del otro. ¿Cuál es la carga final en cada
condensador? (18 μC; 24 μC)
22. Un capacitor con aire entre sus placas tiene una capacidad de 3 μF.
¿Cuál es su capacidad cuando se coloca entre sus placas cera de constante
dieléctrica 2,8? (8,4 μF)
23. Determinar la carga en cada placa de un condensador de 0,05 μF cuando
la diferencia de potencial entre las placas es de 200 V. (10 μC)
24. Un condensador se carga con 9,6 nC y tiene una diferencia de potencial
de 120 V entre sus terminales. Calcular la capacidad y la energía
almacenada en él. (80 pF, 0,576 μF)
25. Calcular la energía almacenada en un condensador de 60 pF a) cuando
está cargado a una diferencia de potencial de 2 kV y b) cuando la carga en
cada placa es de 30 nC. (12 mJ, 7,5 μJ)
26. Tres condensadores, cada uno de 120 pF de capacidad, están cargados a
un potencial de 500 V y conectados en serie. Determinar a) la diferencia de
potencial entre las placas extremas, b) la carga en cada condensador, c) la
energía almacenada en el sistema. (1500 V, 60 nC, 45 μJ)
27. Tres condensadores, 2, 5 y 7 μF, están conectados en serie. ¿Cuál es la
capacidad equivalente? (1,19 μF)
28. Tres condensadores, 2, 5 y 7 μF, están conectados en paralelo. ¿Cuál es
la capacidad equivalente? (14 μF)
29. La combinación de condensadores del problema 27 se conecta en serie con
la combinación del problema 28. ¿Cuál es la capacidad equivalente de la
nueva combinación? (1,09 μF)
30. Dos condensadores (0,3 y 0,5 μF) se conectan en paralelo. A) ¿Cuál es
su capacidad equivalente? Si una carga de 200 μC se coloca en la
combinación en paralelo, b) ¿cuál es la diferencia de potencial entre los
terminales?, c) ¿Cuál es la carga en cada condensador? (a) 0,8 μF, b) 250
V, c) 75 μC y 125 μC)
31. Un condensador de 2 μF se carga a un potencial de 50 V y después se
conecta en paralelo con un condensador de 4 μF cargado a 100 V. A) ¿Cuál es
la carga final en los condensadores?, b) ¿Cuál es la diferencia de
potencial en cada condensador? (a) 167 μC, 333 μC, b) 83 V)
32. Repetir el problema anterior si se conectan en serie. (a) 100 μ C, 200
μ C, b) 50 V)
33. a) Calcular la capacidad de un condensador formado por dos placas
paralelas separadas por una capa de cera de parafina de 0,5 cm de espesor,
siendo 80 cm2 el área de cada placa. La constante dieléctrica de la cera es
2. b) Si el condensador se conecta a una fuente de 100 V, calcular la carga
y la energía almacenada por el condensador. (a) 28 pF, b) 2,8 nC; 0,14 μ J)
34. ¿Qué sucede con la carga en un condensador si la diferencia de
potencial entre los conductores se duplica?
35. Las placas de un condensador están conectadas a una batería. ¿Qué
ocurre con la carga en las placas si los alambres de conexión se quitan de
la batería y se conectan entre sí?
36. Un farad es una unidad "muy grande" de capacidad. Calcule la longitud
de un lado de un capacitor cuadrado lleno de aire que tiene una separación
de placa de 1 m. Suponga que tiene una capacidad de 1 F.
37. Un par de capacitores se conectan en paralelo mientras un par idéntico
se conecta en serie. ¿Qué par sería más peligroso de manejar después de
haberse conectado a la misma fuente de voltaje?. Explique.
38. Si a usted se le dan tres capacitores diferentes C1, C2 y C3, ¿cuántas
combinaciones diferentes de capacitancia puede usted producir?
39. ¿Qué ventaja habría al usar dos capacitores idénticos en paralelos
conectados en serie con otro par en paralelo idéntico, en lugar de usar un
solo capacitor?
40. ¿Siempre es posible reducir una combinación de capacitores a un
capacitor equivalente con las reglas que se han desarrollado? Explique.
41. Puesto que la carga neta en un condensador siempre es igual a cero,
¿qué almacena un condensador?
42. En vista de que las cargas sobre las placas de un condensador de placas
paralelas son iguales y opuestas, se atraen entre sí. En consecuencia, se
requeriría trabajo positivo para aumentar la separación de placas. ¿Qué
sucede con el trabajo externo efectuado en este proceso?
43. Si la diferencia de potencial en un condensador se duplica, ¿en qué
factor cambia la energía almacenada?
44. ¿Por qué es peligroso tocar los terminales de un condensador de alto
voltaje incluso después de que el voltaje aplicado se ha eliminado? ¿Qué
puede hacerse para lograr que un condensador se maneje con seguridad
después que se ha quitado la fuente de voltaje?
45. El exceso de carga en cada uno de los conductores de un condensador de
placas paralelas es de 53 μC. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los
conductores si la capacidad del sistema es de 4x10-3 μF?
46. Dos conductores con cargas netas de 10 μC y –10 μC tienen una
diferencia de potencial de 10 V. Determine a) la capacidad del sistema, b)
la diferencia de potencial entre los dos conductores si las cargas en cada
uno se incrementan hasta 100 μC y –100 μC.
47. Un condensador de placas paralelas tiene una capacitancia de 19 μF.
¿Qué carga sobre cada placa produce una diferencia de potencial de 36 V
entre las placas?
48. Una esfera conductora cargada y aislada de 12 cm de radio crea un campo
eléctrico de 49.000 N/C a una distancia de 21 cm de su centro. A) ¿Cuál es
su densidad de carga superficial?, b) ¿Cuál es su capacitancia?
49. Dos conductores esféricos de radios R1 = 0,15 cm y R2 = 0,23 cm están
separados por una distancia suficientemente grande para ser despreciables
los efectos de inducción. Las esferas están conectadas por un alambre
conductor delgado y se llevan al mismo potencial de 775 V relativo a V = 0
V en r = x. A) Determine la capacitancia del sistema, b) ¿Cuál es la
proporción de carga q1/q2?
50. Un capacitor de placas paralelas tiene un área de placa de 12 cm2 y una
capacitancia de 7 pF. ¿Cuál es la separación de las placas?
51. Cuando se aplica una diferencia de potencial de 150 V a las placas de
un condensador de placas paralelas, las placas tienen una densidad de carga
superficial de 30 nC/m2. ¿Cuál es el espaciamiento entre las placas?
52. Dos condensadores de 3 μF y 6 μF están en serie y se conectan en
paralelo con otro de 2 μF. A) ¿Cuál es la capacidad equivalente del
sistema?, b) si el sistema se conecta a una batería de 12 V, calcule la
diferencia de potencial a través de cada condensador y la carga en cada
condensador.
53. ¿Cuál es la capacidad equivalente del siguiente sistema?
54. Para tres condensadores de 2 μF, dibuje el arreglo que produce: a) la
capacidad equivalente más grande, b) la capacidad equivalente más pequeña,
c) una capacidad equivalente a 3 μF.
55. a) Dos condensadores, C1 = 2 μF y C2 = 16 μF, están conectados en
paralelo. ¿Cuál es la capacidad equivalente del sistema?, b) ¿Calcule la
capacidad equivalente si estuvieran conectados en serie.
56. Dos condensadores cuando están conectados en paralelo producen una
capacidad equivalente de 9 pF, y una capacidad equivalente de 2 pF cuando
se conectan en serie. ¿Cuál es la capacidad de cada condensador?
CORRIENTE ELÉCTRICA
1.- Una corriente permanente de 5 A de intensidad circula por un
conductor durante un tiempo de un minuto. Hallar la carga desplazada.
( 300 C)
2.- Hallar el número de electrones que atraviesan por segundo una
sección recta de un alambre por el que circula una corriente de 1 A de
intensidad.
3.- Calcular el tiempo necesario para que pase una carga eléctrica
de 36.000 C a través de una celda electrolítica que absorbe una
corriente de 5 A de intensidad. ( 2 hr)
4.- Una corriente de 5 A de intensidad ha circulado por un conductor
durante media hora. ¿Cuántos electrones han pasado?
6.- Una corriente de 10 A de intensidad ha circulado por un
conductor durante ½ hora. ¿Qué cantidad de carga ha pasado?. Exprésela
en C y en nº de electrones.
7.- Por una sección de un conductor ha pasado una carga de 120 C en
2 minutos. Calcular la intensidad de corriente. (1 A)
8.- La intensidad de corriente es de 4 mA. ¿Qué carga eléctrica
pasará por una sección del conductor en 5 minutos?. 3
9.- Una antigua válvula de radio trabaja en corriente de 100
electrones por segundo. Calcular la intensidad de corriente a que
corresponde. (10-13mA)
10.- La corriente domiciliaria es de 6 A. Si una ampolleta, por la que
permite una intensidad de sólo 1,2 A, está encendida las 24 horas del
día. ¿Cuánta carga circulará? Exprese el resultado en C y en nº de
electrones.
11.- En un tubo de rayos catódicos particular, la corriente del haz
medida es 30 mA. ¿Cuántos electrones inciden sobre la pantalla del
tubo cada 40 s?
12.- La cantidad de carga, en C, que pasa por una superficie de 2 cm2
de área varía con el tiempo como q = 4t3 + 5t + 6, donde t está en
segundos. A) ¿Cuál es la corriente instantánea que pasa a través de la
superficie en 1 s?, b) ¿cuál es el valor de la densidad de corriente?
13.- Una corriente eléctrica está dada por i(t) = 100sen(120π t),
donde i está en amperes y t está en segundos. ¿Cuál es la carga total
conducida por la corriente desde 0 a 1/240 s?
14.- Calcule la velocidad de arrastre promedio de los electrones que
viajan por un alambre de cobre con un área de sección transversal de 1
mm2 cuando conduce una corriente de 1 A. Se sabe que aproximadamente
un electrón por átomo de cobre contribuye a la corriente. El peso
atómico del cobre es 63,54 y su densidad correspondiente es 8,92
gr/cm3.
15.- Una barra de distribución de cobre tiene una sección transversal
de 5x15 cm y conduce una corriente con una densidad de 2000 A/cm2. a)
¿Cuál es la corriente total en la barra?, b) ¿cuánta carga pasa por un
punto dado en la barra por hora?
16.- Suponga que la corriente que circula por un conductor disminuye
exponencialmente con el tiempo de acuerdo con , donde i0 es la
corriente inicial (en t = 0 s) y τ es una constante que tiene
dimensiones de tiempo. Considere un punto de observación fijo dentro
del conductor. A) ¿Cuánta carga pasa por ese punto entre t = 0 s y t =
τ ?, b) ¿Cuánta carga pasa por ese punto entre t = 0 s y t = 10τ?, c)
¿cuánta carga pasa entre t = 0 s y t = ?
FUERZA MAGNÉTICA
1.- En un campo magnético de 1,5 T se introduce un protón con una velocidad
de 2x107 m/s formando un ángulo de 30º con la dirección de aquél. Hallar la
fuerza aplicada sobre la citada partícula. (2,4x10-12 N)
2.- Por efecto del campo magnético de inducción 4,5x10-3 T, los electrones
de un haz (pincel) de un tubo de rayos catódicos describen un círculo de 2
cm de radio. Hallar la velocidad de las citadas partículas. (1,58x107 m/s)
3.- Se aceleran partículas alfa mediante una diferencia de potencial de
1kV, penetrando a continuación en un campo magnético de inducción 0,2 T y
de dirección perpendicular a la del movimiento. Hallar el radio de la
trayectoria que recorren las partículas en cuestión. La masa y carga
eléctrica de las partículas alfa son 6,68x10-27 kg y + 2e, respectivamente.
(3,23x10-2)
4.- Una partícula de carga q entra en una región del espacio donde existe
un campo eléctrico uniforme dirigido hacia abajo (recuerde que E = F/q). El
valor de E es de 80 kV/m. Perpendicular a E y dirigido hacia dentro de la
página se halla un campo magnético de 0,4 T. Si la rapidez de la partícula
se escoge apropiadamente, ésta no sufrirá ninguna deflexión a causa de los
campos perpendiculares. ¿Qué rapidez debe ser seleccionada en este caso?.
(Este es un dispositivo llamado "Selector de Velocidades") (2x105 m/s)
5.- Las partículas alfa (m = 6,68x10-27 kg, q = +2e) son aceleradas desde
el reposo a través de una diferencia de potencial. Después entran en un
campo magnético de 0,2 T perpendicular a su dirección de movimiento.
Calcúlese el radio de su trayectoria. (recuerde que variación de energía
cinética es igual a trabajo eléctrico o energía potencial eléctrica: Vq =
mv2/2) (0,032 m)
6.- Determinar la masa de un ión positivo que se desplaza con una velocidad
lineal de 107 m/s en una trayectoria circular de 1,55 m de radio, normal a
la dirección de un campo magnético de inducción 0,134 T. (Si el ión tiene
carga la unidad, ,32x10-27 kg; si está cargado el doble, masa = el doble;
así sucesivamente)
7.- En la figura siguiente, el campo magnético está hacia fuera de la
página y es de 0,8 T. El alambre mostrado lleva una corriente de 30 A.
Encuéntrese la fuerza que actúa sobre 5 cm de la longitud del alambre. (1,2
N, hacia el pie de la página)
8.- Por la bobina de 40 espiras (plana, en forma cuadrada de lado 10 cm)
circula una corriente de 2 A en un campo magnético de 0,25 T. Determine la
torca sobre ella. (0,24 Nm; rotará sobre un eje vertical, con ad saliendo
de la página)
9.- Un electrón en un campo eléctrico y magnético uniforme tiene una
velocidad de 1,2x104 m/s en la dirección x positiva y una aceleración
constante de 2x1012 m/s2 en la dirección z positiva. Si el campo eléctrico
tiene una intensidad de 20 N/C en la dirección z, ¿cuál es el campo
magnético en la región?
10.- Un protón que se mueve a 4x106 m/s a través de un campo magnético de
1,7 T experimenta una fuerza electromagnética de magnitud 8,2x10-13 N.
¿Cuál es el ángulo entre la velocidad del protón y el campo? (48,8º o 131º)
11.- ¿Qué fuerza magnética se experimenta por medio de un protón que se
mueve de norte a sur a 4,8x106 m/s en una localidad donde la componente
vertical del campo magnético es de 75 μT dirigido hacia abajo? ¿En qué
dirección se desvía el protón?
12.- Una bola metálica que tiene carga neta Q se lanza horizontalmente por
una ventana a una velocidad v. La ventana está a una altura h sobre el
suelo. Un campo magnético horizontal uniforme de magnitud B es
perpendicular al plano de la trayectoria de la bola. Encuentre la fuerza
magnética que actúa sobre la bola justo antes de que ésta golpee el suelo.
13.- Un pato que vuela rumbo al norte a 15 m/s pasa sobre Atlanta, donde el
campo magnético terrestre es de 5x10-5 T en una dirección de 60º debajo de
la línea horizontal que corre de norte a sur. Si el pato tiene una carga
positiva neta de 0,04 μC, ¿cuál es la fuerza magnética que actúa sobre él?
(26 pN oeste)
14.- Un electrón se proyecta dentro de un campo magnético uniforme B = 1,4i
+ 2,1j T. Encuentre la expresión vectorial para la fuerza sobre el electrón
cuando su velocidad es v = 3,7x105j m/s.
15.- Un protón se mueve con una velocidad de v = 2i – 4j + k m/s en una
región en la que el campo magnético es B = i + 2j – 3k T. ¿Cuál es la
magnitud de la fuerza magnética que esta carga experimenta? (2,34x10-18 N)
16.- Un alambre de 40 cm de largo conduce una corriente de 20 A. Se dobla
en un lazo y se coloca con su plano perpendicular a un campo magnético con
una densidad de flujo de 0,52 T. ¿Cuál es el momento de torsión sobre el
lazo si se dobla en la forma de a) un triángulo equilátero, b) un cuadrado,
c) un círculo. d) ¿Cuál momento de torsión es más grande?
17.- Un alambre conduce una corriente estable de 2,4 A. Una sección recta
del alambre mide 0,75 m de largo y se encuentra a lo largo del eje x dentro
de un campo magnético uniforme B = 16 kT. Si la corriente está en la
dirección +x, ¿cuál es la fuerza magnética sobre la sección del alambre? (-
2,88j N)
18.- Un alambre con una masa por unidad de longitud de 0,5 g/cm conduce una
corriente de 2 A horizontalmente hacia el sur. ¿Cuáles son la dirección y
la magnitud del campo magnético mínimo necesario para levantar
verticalmente este alambre? (0,245 T este)
19.- Un alambre de 2,8 m de longitud conduce una corriente de 5 A en una
región donde un campo magnético tiene una magnitud de 0,39 T. Calcule la
magnitud de la fuerza magnética sobre el alambre si el ángulo entre el
campo magnético es a) 60º, b) 90º, c) 120º (4,73 N, 5,46 N, 4,73 N)
20.- En la figura, el cubo mide 40 cm en cada lado. Cuatro segmentos – ab,
bc, cd y da – forman un lazo cerrado que conduce una corriente de 5 A en la
dirección mostrada. Un campo magnético de 0,02 T está en la dirección y
positiva. Determine la magnitud y la dirección de la fuerza magnética sobre
cada segmento.
21.- Un imán de gran intensidad se pone bajo un anillo conductor horizontal
de radio r que conduce una corriente i, como se muestra en la figura
siguiente. Si la fuerza magnética forma un ángulo θ con la vertical en la
posición del anillo, ¿cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza
resultante sobre el anillo? (2πriBsenθ hacia arriba)
22.- Una corriente de 17 mA se mantiene en un lazo de circuito de 2 m de
circunferencia. Un campo magnético de 0,8 T se dirige paralelo al plano del
lazo, a) calcule el momento magnético del lazo, b) ¿cuál es el campo
magnético del momento de torsión ejercido sobre el lazo por el campo
magnético?
23.- Un lazo rectangular consta de 100 vueltas enrolladas muy próximas
entre sí y tiene dimensiones a = 0,4 m y b = 0,3 m. El lazo se articula a
lo largo del eje y, y su plano forma un ángulo de 30º con el eje x. ¿Cuál
es la magnitud del momento de torsión ejercido sobre el lazo por un campo
magnético uniforme de 0,8 T dirigido a lo largo del eje x cuando la
corriente es 1,2 A en la dirección indicada?. ¿Cuál es la dirección
esperada de rotación del lazo? (9,98 Nm, en dirección de las manecillas del
reloj cuando se ve la dirección y negativa)
24.- Se forma un círculo con un alambre de 10 cm de diámetro y se pone en
un campo magnético uniforme de 3x10-3 T. Una corriente de 5 A circula por
el alambre. Determine: a) el momento de torsión máximo sobre el alambre y,
b) el intervalo de energía potencial que tiene el alambre para diferentes
orientaciones.
25.- Un ión positivo con una sola carga tiene una masa de 3,2x10-26 kg.
Después de que es acelerado a través de una diferencia de potencial de 833
V el ión entra a un campo magnético de 0,92 T a lo largo de una dirección
perpendicular a la dirección del campo. Calcule el radio de la trayectoria
del ión en el campo. (1,98 cm)
26.- El campo magnético de la Tierra en cierta localidad está dirigido
verticalmente hacia abajo y tiene una magnitud de 0,5x10-4 T. Un protón se
mueve horizontalmente hacia el este en este campo con una velocidad de
6,2x106 m/s. a) ¿Cuáles son la dirección y magnitud de la fuerza magnética
que el campo ejerce sobre esta carga?, b) ¿Cuál es el radio del arco
circular que sigue este protón?
27.- Un protón de rayos cósmicos en el espacio interestelar tiene una
energía de 10 MeV y ejecuta una órbita circular con un radio igual al de la
órbita de Mercurio alrededor del Sol (5,8x1010 m). ¿Cuál es el campo
magnético en esa región del espacio? (7,88 pT)
28.- Un selector de velocidades de campos cruzados tiene un campo magnético
de 0,001 T. ¿Qué intensidad de campo eléctrico se requiere si electrones de
10 keV van a pasar a través de él sin desviarse? (5,93x105 N/C)
29.- Un ciclotrón diseñado para acelerar protones tiene un campo magnético
de 0,45 T de magnitud sobre una región de 1,2 m de radio. ¿Cuáles son: a)
la frecuencia de ciclotrón, b) la velocidad máxima adquirida por los
protones? (4,31x107 rad/s; 5,17x107 m/s)
30.- La sección de un conductor de 0,4 cm de espesor se usa en una medición
del efecto may. Si se mide un voltaje may de 35 μV para una corriente de 21
A en un campo magnético de 1,8 T, calcule el coeficiente may para el
conductor. (3,7x10-9 m3/C)
LEYES DE KIRCHHOFF
1.- Determine las intensidades de corriente en cada rama del circuito:
2.- Si R = 1kΩ y ε = 250 V. Hallar la intensidad de corriente en el alambre
del tramo ab:
3.- Determine la intensidad de corriente en cada rama del siguiente
circuito:
4.- En el circuito siguiente encuentre la intensidad en cada resistencia y
el voltaje en la resistencia de 200 Ω :
5.- Calcule la intensidad de corriente en cada rama del siguiente circuito:
6.- En el siguiente circuito, encuentre las intensidades de corriente en
cada rama y el voltaje entre los puntos c y f.
7.- Encuentre la intensidad en cada rama del siguiente circuito:
8.- Determine la corriente en cada rama. (11/13 A; 6/13 A; 17/13 A)
9.- En el circuito encuentre la corriente en cada resistencia y el voltaje
a través de la resistencia de 200Ω .
10.- Una batería descargada se carga conectándola a una batería en
funcionamiento de otro auto. Determine la corriente en la marcha y en la
batería descargada. (marcha 171 A, batería 0,283 A)
11.- Para la red mostrada en la figura, demuestre que la resistencia entre
a y b es 27/17 Ω
12.- Calcule I1, I2 e I3 en el siguiente circuito. (3,5 A; 2,5 A; 1 A)
13.- El amperímetro en la figura mide 2 A. Encuentre I1, I2 y ε .
14.- a) Encuentre la corriente en cada resistor, b) determine la diferencia
de potencial entre los puntos c y f. (a) 5/13 mA; 40/13 mA, 35/13 mA; b)
69,2 V)
LEY DE OHM
1. ¿Cuál es la resistencia de una ampolleta eléctrica si conectada a una
fuente de 10V, pasa por ella una intensidad de 20mA? (500Ω )
2. ¿Qué intensidad pasa por un "tostador de pan" que trabaja con 220V si su
resistencia es de 25Ω .
3. En un resistor de radio de 2 MΩ fluye una corriente de 5mA. ¿Cuál es la
caída de tensión en esta resistencia? (10.000V)
4. La fem de una pila es 1,51V y su resistencia interna 0,02 Ω ; se le
comunica a un resistor de 3 Ω . Calcular la intensidad de la corriente y la
diferencia de potencial entre los polos. (0,5A;1,5V)
5. ¿Cuál es la resistencia de un calefactor eléctrico conectado a la red
pública de 220V si deja pasar una intensidad de 250mA? (880 Ω )
6. ¿Qué caída de tensión se produce entre los extremos de un resistor de
radio de 8,4 KΩ cuando circule una corriente de 36mA? (302,4V)
7. ¿Qué intensidad circula por una ampolleta eléctrica de 2,5 KΩ cuando se
le conecta a 220V? (88mA)
8. Calcular la fem de una fuente eléctrica de 2Ω de resistencia si al
conectarla a un artefacto de 1 KΩ circula una corriente de 200mA. (200,4V)
9. Se tienen dos resistencias de 7 y 3Ω ; se las conecta a una diferencia
de potencial de 4,2V. Calcular la intensidad total del circuito y en cada
una de las resistencias cuando se las conecta: en serie; en paralelo.
(0,42A; 0,6A, 2A)
10. Calcular la caída de tensión a través de un "calientaplatos" eléctrico
que tiene una resistencia, en caliente, de 24 Ω y absorbe 5A de la línea.
(120V)
11. Una pila seca tiene una fem de 1,52V. Hallar su resistencia interna si
la corriente de cortocircuito vale 25A. (0,061 Ω )
12. Una pila tiene una fem de 1,54 V. Cuando se conecta en serie con una
resistencia de 1 Ω , la lectura que marca un voltímetro conectado a través
de las terminales de la pila es de 1,4 V. Determine la resistencia interna
de la pila. (0,1 Ω .)
13. La resistencia interna de un acumulador de 6,4 V es de 4,8 mΩ . ¿Cuál
es, teóricamente, la corriente máxima en un corto circuito?. (1,3 kA)
14. Sea una batería de fem igual a 13,2 V y de resistencia interna 24 mΩ .
Si la corriente de carga es de 20 A, determine el voltaje en las
terminales. (12,7 V)
15. Una batería tiene una fem de 25 V y resistencia interna de 0,2Ω .
Calcule su voltaje en las terminales: a) cuando la corriente que libera es
de 8 A, b) cuando se está cargando con 8 A. (23,4 V; 26,6 V)
16. Un cargador de baterías suminista 10A para cargar un acumulador que
tiene un voltaje a circuito abierto de 5,6 V. Si un voltímetro se conecta a
través del cargador y marca una lectura de 6,8 V, ¿cuál es la resistencia
interna del acumulador en ese momento? (0,12Ω )
17. Encuéntrese la diferencia de potencial entre los puntos A y B en la
figura siguiente si R es de 0,7 Ω . ¿Cuál es el punto que está a mayor
potencial? (-5,1V, el punto A)
18. Repita el problema anteriro si la corriente fluye en dirección opuesta.
(11,1 V; el punto B)
19. En la figura del problema 17. ¿Qué tan grande debe ser R para que la
caída de potencial de A a B sea 12 V? (3Ω )
20. Para el siguiente circuito encuéntrese la diferencia de potencial
desde: a) A hasta B, b) B hasta C, c) C hasta A. (-48 V; 28 V; 20 V)
21. ¿Cuántas resistencias de 160Ω , en paralelo, se requieren para que se
establezcan 5ª en una línea de 100 V? (8)
22. Tres resistencias de 8Ω , 12Ω y 24Ω están en paralelo y la combinación
drena una corriente de 20 A. Determine: a) la diferencia de potenciál de la
combinación, b) la intensidad en cada resistencia. (a) 80V, b) 10; 6,7; 3,3
A)
23. Dos resistencias de 4Ω y 12Ω son conectadas en paralelo a través de una
batería de 22V que tiene una resistencia interna de 1 Ω . Calcúlese: a) la
corriente en la batería, b) la corriente en el resistor de 4Ω , c) el
voltaje en las terminales de la batería, d) la corriente en el resistor de
12Ω . (a) 5,5 A, b) 4,12 A, c) 16,5 V, d) 1,38 A)
24. Para el circuito de la figura, encuéntrense: a) su resistencia
equivalente, b) la corriente entregada por la fuente de poder, c) la
diferencia de potencial entre ab, cd y de; d) la corriente en cada
resistencia. (a) 15Ω , b) 20 A, c) 80V, 120V, 100V, d) i4 = 20A, i10 = 12A,
i15 = 8A, i9 = 11,1 A, i18 = 5,56 A, i30 = 3,3 A)
25. Se sabe que la diferencia de potencial a través de la resistencia de 6Ω
de la figura es de 48 V. Determínese: a) la corriente i que entra, b) la
diferencia de potencial en la resistencia de 8Ω , c) la diferencia de
potencial en la resistencia de 10Ω , d) la diferencia de potencial de a a
b. (a) 12 A, b) 96 V, c) 60V, d) 204V)
26. Una batería con una fem de 12V y una resistencia interna de 0,9Ω se
conecta en los extremos de una resistencia R. Si la corriente en el
circuito es 1,4 A, ¿cuál es el valor de R?
27. Una batería de 9 V entrega 117 mA cuando se conecta a una resistencia
de 72Ω . Determine la resistencia interna de la batería.
28. Dos elementos de circuitos con resistencias fijas R1 y R2 se conectan
en serie con una baería de 6V y un interruptor. La batería tiene una
resistencia interna de 5Ω . R1 = 132Ω y R2 = 56Ω . ¿Cuál es la corriente
que circula por R1 cuando se cierra el circuito?
29. Calcule la intensidad en cada resistencia del circuito de la figura.
30. En el circuito, encuentre a) la corriente en la resistencia de 20Ω y,
b) la diferencia de potencial entre los puntos a y b.
