TALLER N° 2 DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS 1

TALLER N° 2 DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS 1

Un bus de conexión de cobre rectangular (0,6 X 9 cm) está atravesado por una corriente de 1400 A. La corriente se debe a los electrones libres que se mueven a través del conector de bus a una velocidad media de v metros/segundo. Si la concentración de electrones libres es de 1029 electrones por metro cúbico y si los electrones están uniformemente distribuidos por todo el bus, ¿cuál es la velocidad media de un electrón?
En los circuitos electrónicos, no resulta extraño manejar corrientes en el rango de los µA. Suponga una corriente de 20 µA, debida al flujo de electrones.
¿Cuál es el número medio de electrones por segundo que fluyen a través de una sección transversal fija de referencia perpendicular a la dirección del flujo?
Compare este número con el número de µm existentes entre Miami y Seattle, sabiendo que esa distancia es de 3303 millas.
¿Cuánta energía se extrae de un electrón cuando fluye a través de una batería de 9 V desde el terminal positivo hasta el negativo? Exprese su respuesta en attojulios.
Cuatro baterías de 1,5 V suministran 100 mA a un reproductor de CD portátil. ¿Cuánta energía suministran las baterías en 3 horas?
Dos circuitos eléctricos, representados por las cajas A y B, están conectados como se muestra en la Figura. La dirección de referencia para la corriente i en la interconexión y la polaridad de referencia para la tensión v en la interconexión también se muestran en la figura. Para cada uno de los siguientes conjuntos de valores numéricos, calcule la potencia en la interconexión e indique si esta potencia fluye a A a B o viceversa.
i = 15 A, v = 20 V
i = -5 A, v = 100 V
i = 4 A, v = -50 V
i = -16 A, v = 25 V

Las referencias para la tensión y la corriente en los terminales de un elemento de circuito se muestran en la Figura. Los valores numéricos de v e i son - 20 V y 5 A.
Calcule la potencia en los terminales e indique si esta potencia es absorbida o entregada por el elemento contenido en la caja.
Suponiendo que la corriente se debe al flujo de electrones, indique si los electrones están entrando o saliendo por el terminal 2.
¿Ganan o pierden energía los electrones cuando pasan a través del elemento contenido en la caja?

Repita el Problema anterior, con una corriente de - 5 A.
Cuando una automóvil se queda sin batería, a menudo puede ser arrancado conectando la batería de otro coche a sus terminales. Los terminales positivos se conectan entre sí, al igual que los negativos. La conexión se ilustra en la Figura. Suponga que medimos la corriente i en esta figura y que comprobamos que es igual a - 40 A.

¿Cuál de los dos vehículos se ha quedado sin batería?
Si mantenemos esta conexión durante 1,5 min, ¿cuánta energía se transferirá a la batería que no funcionaba?
Para cada uno de los siguientes circuitos, determine si la interconexión es válida, explique su respuesta. De ser válida la interconexión identifique las fuentes que están entregando potencia y las fuentes que están absorbiendo potencia. Verifique que la potencia total generada, es igual a la potencia total absorbida.