PROBLEMARIO DE FISICA. 5TO AÑO

Prof.: Lcdo. Jean Díaz

LEY DE OHM.

I. Definición de Intensidad ( I ) de la corriente eléctrica.

I = q / t

Intensidad de la corriente eléctrica es el cociente entre la carga eléctrica que circula por la sección transversal de un conductor y el tiempo empleado.

UNIDADES:

II. Ley de OHM

Otra forma:

El voltaje entre los extremos de una resistencia es equivalente al producto del valor de la resistencia y la intensidad que por ella circula.

III. Leyes de Kirchhoff:

a)

Ejemplo:

Ampere =

coulombseg

V = IREl voltaje y la intensidad en un conductor son directamente proporcionales. Siendo R la constante de proporcionalidad, llamada resistencia (Medida en Ohm

=Ω )

∑ ¿ ¿i = o1. Ley (De Nudos) Conversión: Las intensidades

que llegan a un nudo (punto) son positivas y las que se alejan son negativas.

12 + i3 +5 – i4 – i1 = 0

b)

Ejemplo:

R1

V = IR1 + IR2 + IR3

o también

V R2 V = V1 + V2 + V3

R3

a) Resistencia en serie (s)

La resistencia total o equivalente de un sistema en serie es igual a la suma de las resistencias parciales.

I3

I4 I2

I1

I5

∑ ¿ ¿ V = IR2. Ley de Kirchhoff. (De Mallas)

La suma de los voltajes de las fuentes es equivalente a la suma de las caídas de tensión (voltaje) en cada una de las resistencias en serie.

Rt = R1 + R2 + R3 +.......+ Rn

r1 r2 r3 rn

b) Resistencias en paralelo

El valor recíproco de la resistencia total en paralelo es igual a la suma de valores recíprocos parciales.

1RT

= 1r1

+ 1r2

+. . .. .. . ..1nnnn

IV. Resistencia de un conductor en función de sus características geométricas.

Fórmula R =

1A siendo:

= Resistividad en (Ωm)

L = Largo del cable

A = Sección transversal

PROBLEMAS RESUELTOS

1. Por un conductor circulan 4 C en 2 s. Calcular la intensidad.

Datos:

q = 4 Coul

I=qt I =

42

I = 2 A

t = 2 seg

I = ?

I = 2

2. El haz de electrones de una pantalla de televisión tiene una intensidad de 0,15 A.

a) ¿Qué carga llega a la pantalla en un minuto?b) Si un Coul = 6,25 x 1018 electrones. Calcular el número de

electrones que llegan en 1 min.

Datos:

i = 0,15 A t = 60 s a) q = 9C Coulq = ? q = 60s ¿ 0,15A

x = 9C n = número de electrones

n = 9 ¿ 6,25 x 1018 electronesn = 56,25 electrones x 1018

3. Por un conductor circula una corriente (sinónimo de intensidad) de 2 A y en sus extremos hay una diferencia de potencial (o voltaje) de 40 Volt. Calcular:

a) La carga que circula en 4 min.b) La resistencia del conductor.

Datos

I = 2 A a) b) v = RI

v = 40 Volt 40 = y ¿ 2

t = 240 seg y = 20 Ω

q = x Coul x = 2 ¿ 240

R = y Ω x = 480 Coul

I =

qt

I =

qt

2 =

x240

4. En los siguientes circuitos, calcular la intensidad de corriente.

a) Solución V = 100 Volt

R = 400 Ohm 100 = 400 I 400Ω I = ?

I = 0,25 A

b)Soluciónv = 200 VoltR =10000 Ohm

10000 Ω I = ? 200 = 10.000 x I

I = 0,02 A

5. En el circuito dado, calcular: a) RT b) IT c) VAB d) i1 e) i2 r1 = 40Ω

a b

R2 = 60Ω

V = 120 v R3 = 16Ω

R4 = 80 Ω

R5= 80 Ω

R6 = 40 Ω

+ 100 v

V = R I

I =

100400

+ 200 v

V = R I

I =

20010 . 000

Solución

a) RT = R’ + R3 + R’’

R’ =

40 6040 + 60 R’ = 24

R’’ =

802

⋅12= R'' = 20

Rt = 16 + 24 + 20 = 60Ω

b) IT =

VR T

=12060

=2 Ac) Vab = IT R’ Vab = 2 ¿ 24 V Vab = 48 V

IT = 2A

d) i1 =

4840A

i1 = 1 , 2 A

i2 =

4860A

i2 = 0 , 8 A

6. Un conductor metálico de = 1,69 x 10-8 (Ω m) tiene una sección transversal de 0,00002 m2 y un largo de 40 m, si se conecta a un voltaje de 0,1 V. Calcular:

a) La resistencia b) La intensidad

Datos:

= 1,69 x 10-8 (Ω m) A = 0,00002 m2

I = 40 m. R = x Ohm I = y A

a) R =

1A

x =1,69x10-8(40/2x10-5)

x = 33,8 x 10-3

b) V = IR 0,1 = x * 33,8x10-3

I = 0,1/33,8x10-3

I = 2,958 (A)

PROBLEMAS:

1. Calcula la intensidad de la corriente que alimenta a una lavadora de juguete que tiene una resistencia de 10 ohmios y funciona con una batería con una diferencia de potencial de 30 V.

2. Calcula el voltaje, entre dos puntos del circuito de una plancha, por el que atraviesa una corriente de 4 amperios y presenta una resistencia de 10 ohmios.

3. Calcula la resistencia atravesada por una corriente con una intensidad de 5 amperios y una diferencia de potencial de 10 voltios.

4. Calcula la resistencia que presenta un conductor al paso de una corriente con una tensión de 15 voltios y con una intensidad de 3 amperios.

5. Calcula la intensidad que lleva una corriente eléctrica por un circuito en el que se encuentra una resistencia de 25 ohmios y que presenta una diferencia de potencial entre los extremos del circuito de 80 voltios.

6. Calcula la tensión que lleva la corriente que alimenta a una cámara frigorífica si tiene una intensidad de 2,5 amperios y una resistencia de 500 ohmios.

7. Calcula la intensidad de una corriente que atraviesa una resistencia de 5 ohmios y que tiene una diferencia de potencial entre los extremos de los circuitos de 105 V.

8. Calcula la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito por el que atraviesa una corriente de 8,4 amperios y hay una resistencia de 56 ohmios.

9. Calcula la intensidad de una corriente eléctrica que atraviesa una resistencia de 5 ohmios y que tiene una diferencia de potencial entre los extremos del circuito 50 voltios.

10. Calcula la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito por el que atraviesa una corriente de 3 amperios y hay una resistencia de 38 ohmios.

11. Calcula la resistencia de una corriente eléctrica que tiene 2 amperios y una pila con 4 voltios.

12. Calcula la intensidad de la corriente que llega a un frigorífico que presenta una resistencia de 50 ohmios y que tiene una diferencia de potencial entre los extremos del circuito de 250 voltios.

13. Calcula la diferencia de potencial que hay entre los extremos de un circuito sabiendo que la resistencia que opone es de 80 ohmios y que la corriente tendrá una intensidad de 4 amperios.

Solución: 320 V.

14. Calcula la resistencia que opondrá un circuito al paso de una corriente de 100 amperios si entre los dos extremos de los circuitos existe una diferencia de potencial de 30 voltios.

Solución: 0,33Ω.

15. Calcula la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia de 90 ohmios si en los extremos del circuito hay una diferencia de potencial de 30 voltios. ¿Y si la resistencia es de 120 ohmios y la diferencia de potencial 4 voltios?.

Solución: a) 3 A. b) 30 A.

16. Calcula la diferencia de potencial que hay entre los dos extremos de un circuito sabiendo que la resistencia que opondrá es de 70 ohmios y que la corriente que tendrá una intensidad de 14 amperios.

Solución: 980 V.

17. Se conecta a una batería de 12 voltios un circuito con una resistencia de 100 ohmios. ¿Cuál es la intensidad de la corriente que circula por dicho circuito?

Solución: 0,12 A.

18. Por un circuito pasa una corriente de 0,1 amperios. Si la resistencia total del circuito es de 50 ohmios. ¿Cuál es la tensión entre los extremos del circuito?

Solución: 5 V.

19. Una lavadora tiene una resistencia de 20 ohmios y un voltaje de 100 V. Calcula la intensidad necesaria para que la lavadora funcione.

Solución: 5 A.

20. Me he comprado un frigorífico nuevo y quiero saber su resistencia. Su voltaje es de 220 voltios y su intensidad es de 30 amperios.

Solución: 7,33 Ω.

21. ¿Cuál es la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia de 30 ohmios, si entre los extremos del circuito hay una diferencia de potencial de 60 V? ¿Y si la diferencia de potencial es de 90V?

Solución: a) 2 A. b) 3 A.

Parte II

1. Por un conductor circula una corriente de 1,5 A durante 5 min. Calcular carga que circula.

2. Por un conductor circula una corriente de 0,5 A y la carga que pasa por sección es de 200 Coul. ¿Cuánto tiempo circula la corriente?

3. El haz de electrones de una pantalla de T.V. tiene una intensidad de 0,25 A. Calcular la carga que circula en:

a) 10 seg.b) 2 minutosc) 1 horad) Si 1 Coulomb equivale a 6,25 x 1018 electrones. Calcular el número de

electrones que llega a la pantalla en los tres casos anteriores.

4. Por un conductor circula una corriente de 1,5 A y en sus extremos hay un voltaje de 90 volt. Calcular:

a) La carga que circula en 5 minutos.b) La resistencia del conductor.

5. Un conductor metálico tiene un coeficiente de resistividad de = 12 (Ω-m) y su sección transversal es de 0,004 m2 y un largo de 5 m. Calcular la resistencia.

6. Un conductor metálico de 2,0 mt. de largo y 0,02 mt2 de sección se conecta a 60 V y por él circula 0,2 A.

Calcular: a) R b)

En los siguientes problemas se pide calcular:

a) RT

b) ITc) VAB

d) i5 (intensidad en R5)

Las resistencias tienen los siguientes valores:

R1 = 10 Ohm R6 = 60 OhmR2 = 20 Ohm R7 = 70 OhmR3 = 30 Ohm R8 = 80 Ohm V = 120 VoltR4 = 40 Ohm R9 = 90 OhmR5 = 50 Ohm R10 = 100 Ohm

R11 = 4 Ohm

7.

R1 A

R1

R3

V

R5

B R5

8.

A R2

R4 R4 R2 V

R8 R5

B

R8

9.

A R8

R2

R4 R6

V

R6 R6

R6

B

R6

10.

R4 A R8

R4 R11 = 4Ω R8

V R4 R6

R8

R8

BR10

R6

Soluciones:

1. 450 Coul2. 6 min. 40 seg.3. a) 2,5 Coul

b) 30 Coul c) 900 Coul

d) 15,625 ¿ 1018 e. ; 187,5 ¿ 1018 e. ; 5625 ¿ 1018 e.

4. a) 450 Coulb) 60 Ohm

5. 15 ¿ 103 Ohm6. R = 12 = 0,12 Ohm-mt7. a) RT = 60 Ohm

b) IT = 2 Ac) VAB = 60 Vd) i5 = 1 A

8. a) RT = 12 Ohm b) IT = 1 A

c) VAB = 20 Vd) i5 = 1 A

9. a) RT = 120 b) IT = 1 A

c) VAB = 24 Vd) i5 = No

10. a) RT = 240 b) IT = 0,5 A

c) VAB = 14 Vd) i5 = No