UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
Física
CENTRO PREUNIVERSITARIO
SEMANA 13
RESOLUCIÓN
ELECTRODINÁMICA 1.
e de 2oulliet 3 = ρ× A 3×A ρ= ( 0, '4) ( 5 × 10−6 )
Si po porr un al alam ambr bre e co cond nduc ucto torr ci circ rcul ula a una corriente de intensidad 16 mA, determine el número de electrones que atraviesan la sección transversal transver sal del conductor en 0,1s. A) 1014 !) 101"
B) 1015 #) 101$
ρ=
100 ρ = 1, " × 10−$
) 1016
!e la tabla se observa que se trata de cobre
RESOLUCIÓN &=
&=
n=
Rpta. B
% t n qe−
'.
t &t
qe
−
( 16 × 1 0 ' ) ( 10 1 ) −
n=
−
1, 6 × 10−1(
3
n 1016
*.
Rpta. C
Si 10 100 m de alambre, de de se sección * transversal 5 mm tiene una res esis iste tenc ncia ia el el+c +ctr tric ica a de 0, 0,'4 '4 . !et eter ermi mine ne de qu que e ma mate teri rial al es estteco el alambre, si se conoce la si/uiente tabla. 9aterial
#n la la i i/ur ura a se se mue mues stra un una pas pasttilla de /raito. Si lo conectamos a trav+s de un circuito a trav+s de los terminales 1 *, se determina una resi re sist stenc encia ia de "* Ω, u-nto sersu resistencia el+ctrica al conectarlo entre los terminales ' 4
ρ :.m)
2a a 1
6a 4 B) *
a *0 ;
2lata 1,6<10=$ obre 1,"<10=$ Aluminio *,$<10=$ >ierro 10<10=$ 2lomo **<10=$ A) plata B) cobre ) aluminio !) ierro #) plomo
2
) '
RESOLUCIÓN 7
8erminales 1 * 3 = ρ× A 6a "* = ρ × ( *a) ( a )
ρ *4 a
CICLO 2007-II
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7
8erminales ' 4 3 = ρ× A a 3 = *4a ( *a) ( 6a)
RESOLUCIÓN 1
Vab(V)
6
3 *Ω
2
Rpta. B 4.
#n la /r-ica se describe el volta?e en unción de la intensidad de corriente que aecta a los resistores ómicos. Adem-s, en el circuito mostrado la bater@a es ideal tiene una dierencia de potencial de 1* entre sus terminales. !etermine la intensidad de corriente que circula por “3*” V ab (V)
1 6 º
α
θ o
7
4,5
31 t/α 31 = 31 =
7
6 4,5 4 '
=
1* (
Ω
α 5'; α θ C 16; 5'; θ C 16 θ '";
omo
1 6 2
7
16º I
0
I(A)
3* t/θ 3* t/'"; ' 3* Ω 4
(A)
I1
I1
I2
4,5 R 1
=
4 3
+
Ω +
R1
Vab
-
-
R 2
12V
=
+
R2
Ley de Ohm A) ( A !) *4 A
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B) 1* A #) '* A
ab &*3*
) 16 A
' 1* = &* Ω÷ 4 &* 16A
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Rpta. C
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3 4
Ω
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5.
#n el circuito resistivo mostrado en la i/ura, “3” es una resistencia variable. !etermine las resistencias i?as 31 3*. a /r-ica muestra la variación de la intensidad de corriente en unción de la resistencia variable 3.
7
*da. 3e/la de Dirco :malla AB#EA) Σvolta?es 0 :1Ω) C :0Ω) C ( 3 ) C:15) 0 −5:1) −5:0) −5:3 *) C 15 0 − 5 − 0 − 5 3 * C 15 0 53* 10 *
1
3* * Ω 1 R1
RV
15V
3A
A
+
1Ω
0A
R 2
RV (
0
RESOLUCIÓN !el /r-ico &1 5A cuando 3 0 Ω &1 'A cuando 3 ∞Ω 5A
+
-
0A
B
1Ω
F
e de Gm ab &3 R 1
e de 2oulliet 3 ρ
-
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) 1 cm*
RESOLUCIÓN
15V
5A
Fn alambre de 1000 m de lon/itud resistividad 5.10 6 .m estconectado a un volta?e de 100 u-l debe ser el -rea de su sección recta transversal si queremos que circule una corriente de *A por el alambre
C
5A 0Ω
- R 2 +
D
Rpta. B
A) 0,* cm* B) 0,5 cm* !) * cm* #) 5 cm*
+ + -
-
–
!) * , 1
A
-
*
31 * Ω
6.
R 1
*da 3e/la de Dirco :9alla AB!#EA) Σvolta?es 0 :1Ω) C ( 3 ) + ( 3 ) C:15) 0 −':1) −':3 1) −':3 *) C 15 0 − ' − ':3 1) − ':*) C 15 0 − ' − 6 C 15 '31 1
3
+
∞Ω
E
3A
(A) 1 5
+
+
F
7
E
C
-
+ 15V -
R2
3A
B
A
ue/o
D
Página 3
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ab = &
A A=
Física
ρ A
&ρ ab
( *) ( 5 × 10−6 ) ( 10' )
100 104 × 10−6 A= 10*
( 100cm) A = 10 m × * ( 1m) −4
*
*
A 1 cmH
".
Rpta. C
uando el cursor se coloca en “2”, el amper@metro ideal indica ' A cuando se coloca en “9” indica 1 A. !etermine cu-nto indicarel amper@metro al colocar el cursor en “%”. L
L
Q
P
M
Cursor
R
A A) 0,5 A !) ' A
B) 1 A #) 4,5 A
) 1,5 A
RESOLUCIÓN R 1 = ρ
R
2L
R 2 = ρ
A
L A
3A R
1A
R x
CICLO 2007-II Vab
Vab
Vab
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ρ * ab = ' ( 3 ) = 1 3 + ρ ÷ = < 3 + ÷ A A
B A
S#3 ( 4Ω ) *Ω *Ω
* ' ( 3) = 1 3 + ρ ÷ A
7
C
*Ω
1Ω
7
3 C *3 <:3 C 3) '3 <:*3) < 1,5A 1Ω A
$.
*Ω D
ρ * 1 3 + ρ ÷ = < 3 + ÷ A A
*Ω
2A3A#G ( 1Ω )
4Ω
* *3 ρ A 3 ρ A 7
*Ω
*Ω
a resistencia de 1Ω esta en cortocircuito porque sale re/resa al mismo punto. B
Rpta. C *Ω
A
*Ω
B #n la asociación de resistores, mostrados en la i/ura, calcule la 4Ω resistencia equivalente entre “A” “B”.
*Ω
4Ω 4Ω
C
1Ω D
2A3A#G ( *Ω )
*Ω
B A
*Ω *Ω A) * !) $
B) 5 #) 10
C
) 6
D
1Ω
3eqAB *Ω C 1Ω C *Ω 3eqAB 5Ω 1Ω
C A A
*Ω
*Ω
*Ω
C 4Ω
D
C
*Ω
(. B
C
A
C C
*Ω
Rpta. B
#n la i/ura se muestra una rama que es parte de un circuito el+ctrico. #l potencial en el punto “A” es 10, determine el potencial en el punto “B”.
D
I = 2A
3Ω
2Ω
A 2 0V CICLO 2007-II
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5 V
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B
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A) *5 !) =15
B) =*5 #) 10
*
En la Rama xy o + { ∑ volta?es} =
) 15
< + { ( 4Ω) + ( 1* ) + ( 10Ω) + ( 1" ) + ( 5Ω) + ( *0 ) } =
RESOLUCIÓN I = 2A
-
+
A
< C I−4:4)C1*−4:10)C1"−4:5) −*0J < C I−16C1*−40C1"−*0−*0J < C I−6"J < − 6"
3Ω
2Ω
-
+
-
+
20V
B
5V
o C :Σvolta?es) A C I:*Ω)C:*0)C:'Ω)C:5)J B A C I−*:*)C*0−*:')−5J B 10 C I−4 C *0 − 6 − 5J B 10 C 5 B B 15
Rpta. C
11.
Rpta. C
10.
#n el circuito el+ctrico mostrado en la i/ura, determine las intensidades de corriente que circula por la uente de volta?e por la resistencia de 4 Ω .
a i/ura nos muestra una rama de un circuito comple?o. !etermine la dierencia de potencial :K – L), si se sabe que la dierencia de potencial :A – B) ' .
I
2 0 V 4Ω
12 V
17V
10Ω
20 V
5Ω
I
A
I
A) '$ !) $"
B) 50 #) 100
I1
+
) 6"
-
RESOLUCIÓN I
12V
4Ω
+
-
-
+
17V
10Ω
+
-
A
- +
5Ω
+ -
a
Y
B
b
20V B + -
4 Ω
a
a
x
x
2Ω
+
+
A)20V 5 A, 15A ) 5 A, 5 A #) 10 A, 10A-
I2
2Ω
B) 15 A, 5A 4Ω !) 15-A, 15A
RESOLUCIÓN b
b
y
*
En la Rama AB o + { ∑ volta?es} = A + { :1") + :5Ω) } = B A + { +1" − & ( 5) } = B
A −B C I1"−&:5)J 0 ' C 1" − &:5) 0 & 4A
7
e de Gm ab *0 &1:*) &*:4) &1 10A
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Página
&* 5A
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7 7
1ra. 3e/la de Dirco & &1 C &* & 10 C 5 & 15A
&1 *&* 7
7
2or la uente de volta?e circula & 15 A 2or la resistencia de 4 Ω circula &* 5A
7
7 #n el circuito el+ctrico mostrado en la i/ura, calcule la lectura del amper@metro ideal la corriente que pasa por la resistencia de ' Ω. 6V A 2
1ra. 3e/la de Dirco “#n el nudo b” & &1 C &* & *&* C &* &* =
Rpta. B 1*.
be cd &1:') &*:6)
& '
&1 = *
& '
*da. 3e/la de Dirco Σvolta?es 0 Imalla abeaJ :6) C :'Ω) C :*) C :*Ω) 0 − 6 C &1:') − * C &:*) 0 *& −6 + ( ' ) − * + & ( * ) = 0 ' −$ C 4 & 0 & *A
Ω
3
Ω
Ω
6
&1 =
4 A '
&* =
* A '
2V 7 A) * A , 4M' A ) * A, * A #) *M' A, *A
B) * A , *M' A !) 4M' A , * A
7
a l ectura del amper@metro ideal es *A a corriente que pasa por la 4 resistencia de 'Ω es &1 = A '
Rpta. A
RESOLUCIÓN 6V
I
a
1'.
I
b
+ -
I2
I1
2Ω
+
-
-
3Ω
-
!
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2 Ω
6Ω
3 V
+
+ I
#n el circuito el+ctrico mostrado en la i/ura, u-l es la lectura del volt@metro ideal
4 Ω
I
- + 2V
V
"
#
A) 0 !) *
Página !
3 Ω
B) 0,5 #) '
) 1
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RESOLUCIÓN
A) ' A !) ( A
I
a
a
a I1
+ 3V
I
a
a
I1
+
4Ω
+
b ab &1:*C4) &*:') ' &1:6) &*:')
7 a
0,5A
2A
+ 20Ω
-
+ 5Ω
6Ω
-
-
IA
b
-
b
4Ω
+
2A
#l volt@metro ideal me indica la dierencia de potencial entre a b ab &1:*0) &*:5) *0 &1:*0) &*:5)
+
&1 1 A
3V
I2
+
b
a
2Ω
-
a
b
&* 1A
a
V
3Ω
-
b
&1 0,5 A
+
2A
a
-
-
) " A
RESOLUCIÓN
I2
+
2Ω
B) 5 A #) 11 A
a
V
7
4Ω
&* 4A
#l amper@metro ideal me indica *A C 4A C 1A "A
Rpta. C
3Ω
15.
b
b
b
#l volt@metro ideal :3i ∞Ω) me indica la dierencia de potencial entre a c. ac :0,5):*) ac 1
7
#n la i/ura se muestra parte de un circuito. Si el volt@metro ideal marca 41 voltios, determine la resistencia interna del amper@metro, si este indica * amperios. V
Rpta. C
14.
#n el circuito el+ctrico que se muestra en la i/ura, se conoce que el volt@metro ideal indica *0 . !etermine la lectura del amper@metro ideal.
A
A) 0,*5 a ) 1
20 B) 0,5 b !) 1,5 2A
A
RESOLUCIÓN V
5
V
*0Ω
6
Página "
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4
2A
R$
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Condición ab *:*0 C 3i) 41 *:*0 C 3i) 3i 0,5Ω
16.
Rpta. B 2% &3 *4 &:1$) 4 &= A '
#l circuito mostrado en la i/ura se denomina puente Neastone. !etermine la lectura del volt@metro ideal.
B 3I
4Ω
6
24 V
2
%
8 12
A) $ !) '*
V
4
B) 16 #) 4$
7
Ley de Ohm
) *4
B% :'&):4) ' B% ' ÷ ( 4 ) 4 B% 16
RESOLUCIÓN os puntos A B se pueden cortocircuitar o unir en uno solo. 2ero tambi+n la rama AB puede quedar abierta :& 0) uando el puente esta equilibrado el+ctricamente se cumple :6Ω) :4Ω) :*Ω) :1*Ω) 3I
I
6Ω + -
24V
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%
1".
&
&
#l volt@metro ideal :3i ∞Ω) me indica la dierencia de potencial entre los puntos “B” “%”
Rpta. B
#n el circuito mostrado en la i/ura, determine la potencia que entre/a la uente de '0 , la potencia el calor disipado por la resistencia de 4 Ω durante 5 minutos.
*Ω
A
B
1*Ω
4Ω
%
Página #
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1$. 4
Fn ervidor el+ctrico cua resistencia es $00 Ω, se conecta a una uente de *00 . !etermine el tiempo que se necesita para que 0,5 litros de a/ua eleve su temperatura en *4 ;. :1P0,*4cal)
Ω
1 0 V
3 0 V 1 5
Ω
A) 10 s B) 50s !) *00 s #) 1 000 s A) *00 5A N, 4*0 N, 4Ω B) 4*0 N, *00 N, ) 100 N, *10+ N, 7A !) *10 N, 100+N, + 2A 50 N, #) 105 N, 30V -
15Ω
'0 OP 60 OP '0 OP '0 OP '0 OP -
) 100 s
RESOLUCIÓN + 10A -
0,5 kg H2O
∆ t ) *4;
RESOLUCIÓN
I
$00Ω
200V
7 2ara la uente de '0 2 & 2 :"):'0) 2entre/a la uente de '0 *10 Qatt 7 2ara la resistencia de 4Ω 2 &H3 2 :5)H:4) 2 100 Qatt a potencia disipada por resistencia de 4Ω es 100 Qatt 7 % % % %
7
e de G>9 ab &3 *00 &:$00Ω) & 0,*5 A
7
% em∆t &H3t em∆8
la
*
1 $00 t = 1Ocal 0,5O/ *4; × 1P ) ) ( ) ( 4÷ ( 0, *4 cal O/ ; $00t 500 ( *4 ) =
&H3t :5)H:4):'00) 100:'00) '0 OP
#l calor disipado por la resistencia de 4Ω durante 5 minutos es '0 OP.
t=
Rpta. D
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*4 100 5000 ( 16 )
16
Página 1$
$ 00
= 1000s Rpta. E
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1(.
Fna bombilla el+ctrica presenta la si/uiente especiicación t+cnica 50 N – 100 . !etermine la potencia el+ctrica que disipar- la bombilla cuando la conectemos a una uente de *0. A) 1 N !) 4 N
7
B) * N #) 5 N
RESOLUCIÓN 3ecuerde #ner/@a 2= t #ner/@a 2t
) ' N 7
RESOLUCIÓN 500Q − 100 H 3 H 3 2 * ( 100) 3= 50
7
2
#n 1 d@a #ner/@a :150N):5) #ner/@a "50 Q #n 1 mes :de '0 d@as) #ner/@a '0 :"50 Q) #ner/@a **,5 OQ S M.0,' #ner/@a **,5OQ × ÷ 1O Q #ner/ia SM. 6,"5
3 *00Ω 7
ue/o *00Ω &=
1 10
A
20V
2 &H3 * 1 *00 2 ÷ ( ) 10 2 * Qatt
*0.
Rpta. B
u-l es el costo mensual de ener/@a que ori/ina un televisor a color de 150 N al tenerlo encendido durante 5 diarias :cada OQ. cuesta SM. 0,'0) A) SM. ",*5 ) SM. 4,"5 #) SM. ",50
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B) SM. 5,"5 !) SM. 6,"5
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