Estándar Anual
a m a r g o r P
Nº
GUÍA PRÁCTICA Electricidad II: circuitos eléctricos
a c i s í F
Ejercicios PSU 1.
2.
La corriente continua es generada por I) II) III)
pilas. baterías. generadores eléctricos.
A) B) C)
Solo I Solo II Solo I y II
4 V 7 1 0 3 0 A S F B C N A C I U G
D) E)
Solo I y III Solo II y III
1,6 · 10 –19 [A] 3,2 [A] 10 [A]
D) E)
32 [A] 2 · 1020 [A]
Al establecer una diferencia de potencial de 50 [V] entre los extremos de una resistencia, circula por ella una corriente de 5 [A]. Entonces, el valor de la resistencia es A) B) C)
4.
GUÍA CURSOS ANUALES
Durante un intervalo de tiempo de 10 [s], pasan 2 · 10 20 electrones por la sección transversal de un conductor. Si la magnitud de la carga eléctrica del electrón es 1,6 · 10 –19 [C], ¿cuál es la intensidad de la corriente eléctrica que circula por el conductor? A) B) C)
3.
s a c i s á B s a i c n e i C
0,1 [Ω] 5,0 [Ω] 10,0 [Ω]
D) E)
50,0 [Ω] 250,0 [Ω]
Entre los extremos de una resistencia de 1 [Ω] existe una diferencia de potencial de 10 [V] cuando
A)
C por la resistencia circulan 0,1 s .
B) C) D) E)
la corriente que circula por la resistencia es de 1 [A]. por la resistencia circulan 10 cargas fundamentales en cada segundo. la corriente que circula por la resistencia es de 10 [A]. por la resistencia cada electrón transporta una carga de 10 coulomb, en cada segundo.
Cpech
1
Ciencias Básicas Física 5.
Si en un conductor se duplica el área y la longitud, entonces su resistencia A) B) C)
6.
7.
8.
9.
D) E)
disminuye a la mitad. disminuye a la cuarta parte.
Tres resistencias idénticas se conectan en paralelo a una fuente de voltaje. Si se conecta una cuarta resistencia idéntica a las anteriores, también en paralelo, es correcto afirmar que I) II) III)
disminuye la resistencia total del circuito. aumenta la intensidad de corriente que circula por el circuito. disminuye el voltaje al cual están sometidas las resistencias eléctricas.
A) B) C) D) E)
Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo I y III
En un circuito en serie, se conectan con el mismo sentido de polaridad 4 pilas de 1,5 [volts] cada una, circulando una intensidad de corriente de 3 [amperes]. Si se desprecia la resistencia interna de las pilas, es correcto afirmar que I) II) III)
la resistencia del circuito es 2 [ohms]. la intensidad de corriente se duplica al duplicar el número de pilas conectadas. la resistencia total del circuito disminuye al duplicar el número de pilas conectadas.
A) B) C)
Solo I Solo II Solo I y II
D) E)
Solo I y III I, II y III
¿Cuál es la resistencia equivalente del circuito de la figura? 8 D) 9 [Ω] A) 15 [Ω] 11 [Ω] 1[Ω] 2[Ω] E) 15 [Ω] B) 6 15 [Ω] C) 8
4[Ω]
8[Ω]
¿Qué valor debe tener la resistencia R del circuito para que la corriente i sea de 2 [A]? A) B) C) D) E)
2
se cuadruplica. se duplica. permanece igual.
Cpech
4 [Ω] 10 [Ω] 24 [Ω] 100 [Ω] 120 [Ω]
20[Ω]
R
30[Ω]
48[V] i
GUÍA PRÁCTICA 10.
Un alambre metálico homogéneo, cuya resistencia es de 150 [Ω], fue cortado en 10 trozos iguales; agrupados uno al lado del otro a fin de formar un haz, tal como muestra la figura, ¿cuál es la
resistencia del conductor así formado? A) B) C) D) E)
1,5 [Ω] 5,0 [Ω] 50,0 [Ω] 75,0 [Ω] 150,0 [Ω]
Circuito para las preguntas 11, 12 y 13 R2 = 1[Ω]
R1 = 5[Ω] i
i
1
60[V]
i
R4 = 2[Ω]
4
11.
R3 = 1[Ω] i
3
La resistencia equivalente del circuito es A) B) C)
12.
2
1 [Ω] 4 [Ω] 5 [Ω]
D) E)
6 [Ω] 9 [Ω]
Respecto a las intensidades del circuito, podemos afirmar que I) II) III)
i1 es igual a 10 [A]. i3 es igual a i4. i1 es igual a 2 i2.
Es (son) correcta(s) A) B) C) 13.
solo I. solo II. solo III.
D) E)
solo I y II. I, II y III.
Si V1, V2, V3 y V4 son las diferencias de potencial en las resistencias 1, 2, 3 y 4, respectivamente, entonces, es correcto afirmar que I) II) III)
V3 es igual a V 2. V4 es menor que V 1. V1 + V2 + V3 + V4 = 60 [V].
A) B) C)
Solo I Solo II Solo III
D) E)
Solo I y II I, II y III
Cpech
3
Ciencias Básicas Física 14. La figura muestra dos focos de resistencia R 1 y R 2. Siendo las caidas de tensión V AB = 8 [V] y V CD = 4 [V], ¿cuál es la diferencia de potencial entre los polos de la batería? A) B) C) D) E)
4 [V] 6 [V] 8 [V] 10 [V] 12 [V]
R1
B
A
15.
R2
C
D
En un laboratorio un conductor fue sometido a diferentes voltajes obteniéndose la siguiente tabla de valores Voltaje [V] Intensidad de corriente [A]
5 0,2
10 0,4
15 0,6
20 0,8
La resistencia del conductor es A) B) C)
16.
1 [Ω] 5 [Ω] 10 [Ω]
D) E)
20 [Ω] 25 [Ω]
En el circuito de la figura P, Q y R son interruptores y L 1, L2 y L 3 son focos. Si inicialmente todos los interruptores se encuentran cerrados, se puede afirmar que al abrir el interruptor I) II) III)
P, se apaga solo L1. Q, se apaga solo L2. R, se apaga solo L 1 y L2.
Es (son) correcta(s) A) B) C) D) E)
solo I. solo II. solo III. solo I y II. I, II y III.
L1
P
L2
Q
R
L3
Enunciado para las preguntas 17, 18, 19 y 20: En una casa cuya instalación eléctrica es alimentada con 120 [V], solo está encendida una lámpara de resistencia 120 [Ω] .
17.
La intensidad de corriente que pasa por la lámpara es A) B) C)
4
Cpech
0,5 [A] 1,0 [A] 2,0 [A]
D) E)
2,5 [A] 5,0 [A]
GUÍA PRÁCTICA 18.
Si se conecta una segunda lámpara (en paralelo) idéntica a la anterior, la resistencia eléctrica de la instalación será A) B) C)
19.
240 [Ω] 480 [Ω]
0,5 [A] 1,0 [A] 2,0 [A]
D) E)
2,5 [A] 5,0 [A]
Si el fusible que protege la instalación eléctrica de la casa es de 30 [A], ¿cuántas lámparas conectadas en paralelo, idénticas a las anteriores, pueden ser encendidas simultáneamente? A) B) C)
21.
D) E)
Con ambas lámparas encendidas, la corriente que circula por el medidor de consumo de la casa es A) B) C)
20.
30 [Ω] 60 [Ω] 120 [Ω]
10 20 30
D) E)
60 120
Un alambre es mejor conductor cuanto menor sea su I) II) III)
resistividad. sección transversal. longitud.
Es (son) correcta(s) A) B) C) 22.
D) E)
solo I y II. solo I y III.
Por una resistencia R1, de 8 [Ω], circula una corriente de intensidad 4 [A]. Por una segunda resistencia R2, conectada a una diferencia de potencial de 12 [V], circula una corriente de intensidad 2 [A]. ¿Cuál es el valor de R 1 + R2? A) B) C)
23.
solo I. solo II. solo III.
32 [Ω] 26 [Ω] 14 [Ω]
D) E)
10 [Ω] 8 [Ω]
Tres resistencias eléctricas idénticas se encuentran conectadas a una misma fuente de voltaje. Si la intensidad de corriente que circula por cada resistencia es la misma, y la diferencia de potencial en cada una de ellas es igual, es correcto afirmar que las resistencias se encuentran conectadas I) II) III)
en serie. en paralelo. en forma mixta.
A) B) C)
Solo I Solo II Solo III
D) E)
Solo I y II I, II y III
Cpech
5
Ciencias Básicas Física 24.
Si se conecta un grupo de resistencias en serie, y luego se aumenta el número de resistencias conectadas, siempre en serie, entonces A) B) C) D) E)
25.
Un alambre de cobre tiene una resistencia R. Otro alambre del mismo material, de igual longitud y forma pero con el doble de diámetro, tiene una resistencia A) B) C)
6
aumentará el voltaje entregado por la fuente. se mantendrá la intensidad de corriente total del circuito. disminuirá la resistencia del circuito. disminuirá la intensidad de corriente total del circuito. disminuirá el voltaje entregado por la fuente.
Cpech
R 4 R 3 R 2
D)
2R
E)
4R
GUÍA PRÁCTICA
Tabla de corrección
Ítem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Alternativa
Habilidad Reconocimiento Aplicación Aplicación Aplicación Comprensión ASE Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Comprensión Aplicación Comprensión Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Comprensión Aplicación ASE ASE Comprensión
Cpech
7
Ciencias Básicas Física
Resumen de contenidos Corriente eléctrica Flujo de electrones que circulan a través de un material conductor. Se define también como el transporte de carga eléctrica de un punto a otro. Para medir o cuantificar una corriente eléctrica se utiliza el concepto de “intensidad de corriente eléctrica”.
Esta magnitud se define como: la carga total que circula a través de la sección transversal de un conductor, por unidad de tiempo . Se simboliza por “i”.
q i= t Unidades para corriente eléctrica: S.I. : [ampere] = [A] C.G.S. : [statampere]
ē ē
Área de la sección transversal
ē
ē
ē
Cargas eléctricas
Voltaje Es la energía necesaria para que cada carga pueda moverse a través de un conductor. También es llamado tensión, fuerza electromotriz o diferencia de potencial, y es generado por una pila, batería o un generador eléctrico. Se simboliza por V y su unidad de medida es el [volt] = [V].
+++ ++++ +++++ +
D - - - - - - -
-
-
1.5v
Tipos de corriente Dependiendo de la manera en que es generada, la corriente eléctrica puede ser de dos tipos: continua o alterna. La corriente continua es aquella en que el flujo de cargas recorre el conductor continuamente, siempre en un mismo sentido.
i +
t
Este tipo de corriente es generada por pilas y baterías. La corriente alterna es aquella en que el flujo de cargas se mueve alternadamente dentro del conductor, desplazándose en un sentido y otro; es decir, las cargas “van y vuelven” todo el tiempo. Este tipo de
corriente es generada por generadores eléctricos. i
Las cargas circulan por un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, repitiéndose el proceso cíclicamente. t
8
Cpech
GUÍA PRÁCTICA Resistencia eléctrica Oposición natural que presentan todos los materiales, en mayor o menor medida, al paso de una corriente eléctrica. Se simboliza por una “R” y su unidad de medida es el [ ohm] = [Ω].
La resistencia eléctrica en un conductor rectilíneo depende de la longitud (L) del conductor, del área (A) de su sección transversal, y de la resistividad (ρ) del material con el que está hecho.
R=
ρ ⋅ L
A
Ley de Ohm La intensidad de la corriente, el voltaje y la resistencia eléctrica se relacionan mediante la Ley de Ohm. Esta expresa que: Voltaje Resistencia
R = V = constante i Intensidad
En un gráco voltaje / intensidad,
la resistencia corresponde a la pendiente de la recta.
Circuitos eléctricos Es la asociación de elementos conductores que hace posible la circulación de una corriente eléctrica. En todo circuito eléctrico los consumos o resistencias son elementos que transforman la energía eléctrica en algún otro tipo de energía. Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: conductor, fuente de energía, y uno o más consumos o resistencias.
Consumo Conductor Simbología Resistencia +
-
Fuente de energía
Fuente
+
-
Corriente
Existen tres modos de conectar resistencias en un circuito: en serie, en paralelo y mixto. Dependiendo del tipo de conexión que presenten las resistencias será el comportamiento de la corriente y el voltaje en el circuito.
Cpech
9
Ciencias Básicas Física
R1 R4 R2 R1 R3 Circuito en serie
•
R2
R3
R1
Circuito en paralelo
R2
R3
Circuito mixto
Circuito en serie
Las resistencias se conectan en forma sucesiva, de manera que en el camino entre una resistencia y la fuente de alimentación siempre hay otra resistencia que se interpone. Esquemáticamente: R3 V
+
Rtotal = R1 + R2 + R3
i3
-
R2
i2
i1
itotal = i1 = i2 = i3 Vtotal = V1 + V2 + V3
•
R1
Circuito en paralelo
Cuando las resistencias están dispuestas de tal forma que ninguna se interpone en el camino de otra para llegar a la fuente, se dice que se encuentran conectadas en paralelo. Esquemáticamente:
V
1 1 1 1 = + + R1 R2 R3 Rtotal
+ -
R1
i1
R2
R3
i2
i3
itotal = i1 + i2 + i3 Vtotal = V1 = V2 = V3
Observación: •
Al conectar dos fuentes de voltaje con el mismo sentido de polaridad, el voltaje resultante es la
suma de ambos.
+
+
-
V1
•
-
+
=
-
V1 + V2
V2
Al conectar dos fuentes de voltaje con distinto sentido de polaridad, el voltaje resultante es la
resta de ambos. La polaridad resultante la entrega la fuente que tenga mayor voltaje. +
-
V1
10
Cpech
-
V2
+
=
+
-
V1 - V2
con V1 > V2
GUÍA PRÁCTICA
Clases curso Física Clase 1
Presentación de la PSU de Ciencias – Física e inducción
Clase 2
Ondas I: vibraciones y ondas
Clase 3
Ondas II: el sonido
Clase 4
Ondas III: la luz
Clase 5
Ondas IV: imágenes en espejos y lentes
Clase 6
Taller I
Clase 7
Electricidad I: carga eléctrica y electricidad estática
Clase 8
Electricidad II: circuitos eléctricos
Clase 9
Electricidad III: potencia y energía eléctrica
Clase 10
Electricidad IV: el magnetismo
Clase 11
Taller II
Clase 12
Calor I: calor y temperatura
Clase 13
Calor II: mezclas y cambios de fase
Clase 14
Introducción al Movimiento
Clase 15
Movimiento I: vectores y escalares
Clase 16
Movimiento II: movimientos con velocidad constante
Clase 17
Movimiento III : movimientos con aceleración constante
Clase 18
Movimiento IV: movimientos verticales
Clase 19
Taller III
Clase 20
Dinámica I: fuerzas y leyes de Newton
Clase 21
Dinámica II: ley de gravitación y fuerza de roce
Clase 22
Dinámica III: torque y fuerza elástica
Clase 23
Dinámica IV: momentum e impulso
Clase 24
Taller IV
Clase 25
Energía I: trabajo y potencia mecánica
Clase 26
Energía II : energía cinética y energía potencial
Clase 27
Energía III: energía mecánica y su conservación
Clase 28
Universo, sistema solar y Tierra
Clase 29
Taller V
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Cpech
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