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7/22/2019 Problemas Resueltos Cap 28 Fisica Serway.pdf ULTIMA GUIA

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PROBLEMAS RESUELTOS CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA

CAPITULO 28 FISICA TOMO 2

Tercera y quinta edicin

Raymond A. Serway

CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA

28.1 Fuerza electromotriz

28.2 Resistores en serie y en paralelo

28.3 Reglas de Kirchhoff

28.4 Circuitos RC

28.5 (Opcional) Instrumentos pticos

28.6 (Opcional) Cableado domestico y seguridad elctrica

Erving Quintero GilIng. Electromecnico

Bucaramanga Colombia2010

Para cualquier inquietud o consulta escribir a:[email protected]@gmail.com

[email protected]

1
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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Ejemplo 28.1 Voltaje de las terminales de una batera. Pg. 870 del libro serway quinta edicinUna batera tiene una f.e.m. de 12 v. y una resistencia interna de 0,05 . Sus terminales estnconectadas a una resistencia de carga de 3 .

a) Encuentre la corriente en el circuito y el voltaje de las terminales de la batera

= 12 V.i =corriente en el circuito

r = resistencia interna de la batera = 0,05

.R = resistencia de la carga = 3 .

= i * r + i * R= i ( r + R)

Despejamos la corriente

( ) ( )Amp.3,934

3,05

12

30,05

12

Rri ==

+=

+=

i = 3,934 Amperios

v = 3,934 *3

v = 11,8 voltios

b) Calcule la potencia entregada al resistor de carga, la potencia entregada a la resistenciainterna de la batera y la potencia entregada por la batera.

PR = Potencia entregada por la resistencia de cargai =corriente en el circuito = 3,934 amperiosR = resistencia de la carga = 3 .

PR = i2

* RPR = (3,934)

2 * 3 = 46,439 watiosPR = 46,439 watios

PR = Potencia entregada por la resistencia interna de la baterai =corriente en el circuito = 3,934 amperiosr = resistencia interna de la batera = 0,05 .

Pr= i2 * r

Pr= (3,934)2 * 0,05 = 0,773 watios

Pr= 0,773 watios

Potencia entregada por la batera= 12 V.i =corriente en el circuito = 3,934 amperios PBateria = PR + Pr

PBateria = 46,439 watios + 0,773 w

PBateria = * i PBateria = 47,212 watiosPBateria = 12 * 3,934PBateria = 47,208 watios

Ejemplo 28.2 Equilibrando la carga. Pg. 871 del libro serway quinta edicin.Demuestreque la mxima potencia entregada a la resistencia de carga R en la figura 28.2a ocurrecuando la resistencia de carga iguala la resistencia interna, es decir, cuando R = r

i =corriente en el circuitor = resistencia interna de la batera = 0,05 .

2

v

R = 3

r = 0 05

i

=12 v


3/19

R = resistencia de la carga = 3 .

= i * r + i * R= i ( r + R)

Elevamos al cuadrado la anterior expresin

2= i2 ( r + R)2


( )

Rri

2

22

+

=

Ecuacin 1

P = i2 * R Ecuacin 2

Reemplazamos la ecuacin 1 en la ecuacin 2

( )R*

RrP

2

2

+

=

Pero R = r

( ) ( ) 4rr*

r4r*

2rr*

rrP

2

2

2

2

2

2

2

===

+

=

4rP

2

=

Pero r = 0,05 .

( )watios720

0,2

144

0,05*4

12

4rP

22

====

Ejemplo 28.3 Determinacin de la resistencia equivalente. Pg. 874 del libro serway quintaedicin.Cuatro resistores se conectan como muestra en la figura 28.6. a) encuentre la resistencia equivalenteentre los puntos a y c.

Las resistencias R1 y R2 estn en serie

R5 = R1 + R2

R5 = 8 + 4 = 12 R5 = 12

3

i R4 = 3

R3 = 6 R2 = 4

ca

R1 = 8

b

v = 42 V


4/19

Las resistencias R3 y R4 estn en paralelo.

2

1

6

3

6

2

6

1

3

1

6

1

R

1

R

1

R

1

436==+=+=+=

b

R6 = 2

ca

R5 = 12

i

v = 42 V

2

1

R

1

6=

Despejamos R6R6 = 2

Las resistencias R5 y R6 estn en serie

RT = 14 aRT = R5 + R6 c

RT = 12 + 2 = 14 RT = 14

i

v = 42 V

b) Cuales la corriente en cada resistor, si se mantiene una diferencia de potencial de 42 v entre a yc?

v = 42 voltiosRT = 14

v = i * RTDespejamos la corriente

amperios31442

RviT

==

=

i = 3 amp.

Por las resistencias R1 y R2 que estn en serie, circulan 3 amperios.

Al llegar al punto b la corriente se divide en dos caminos.I1 = a la corriente que circula por la resistencia de 6 I2 = a la corriente que circula por la resistencia de 3

Por la Regla de corriente de Kirchhoff

i = I1 + I2 Ecuacin 1

La cada de tensin en la resistencia de 6 es la misma cada de tensin en la resistenciade 6 . Por estar ambas en paralelo.

Vbc = I1 * R3Vbc = I2 * R4Igualando estas ecuaciones

I1

* R3

= I2

* R4R3 = 6

R4 = 3

4


5/19

Despejamos I1

223

421 I0,5

6

3*I

R

R*II ===

21 I0,5I = Ecuacin 2

Reemplazando en la ecuacin 1

i = 3 amp.

i = I1 + I2i = 0,5I2 + I2i = 1,5I23 = 1,5 I2

Despejamos I2

amp.21.5

3I

2

==

I2 = 2 amp.

Reemplazando

21 I0,5I = Ecuacin 2

I1 = 0,5 * 2 = 1 amp.I1 = 1 amp.

Ejemplo 28.4 Tres resistores en paralelo. Pg. 875 del libro serway quinta edicin.En la figura 28.7 se muestran tres resistores conectados en paralelo. Una diferencia de potenciadle18 v. se mantiene entre los puntos a y b. a) encuentre la corriente en cada resistor.

Los tres resistores estn en paralelo.Todos los resistores estn al mismo potencial.

R1 = 3 R2 = 6 R3 = 9

v = 18 voltios

v = 18 voltios = I1 * R1v = 18 voltios = I1 * 318 = 3 I1

Despejamos I1

amp.63

18I1 ==

I2 = 2 amp.


Despejamos I2

5

R3 = 9 R2 = 6

R1 = 3

I3I2I1

i

i

v = 18 V


6/19

amp.36

18I2 ==


Despejamos I3

amp.29

18I3 ==

b) Calcule la potencia entregada a cada resistor y la potencia total entregada a la combinacin deresistores.

watiosv

1083

324

3

18

RP

2

1

2

1 ===

=

P1 = 108 watios

watios546

324

6

18

R

vP

2

2

2

2 ===

=

P2 = 54 watios

watios369

324

9

18

R

vP

2

3

2

3 ===

=

P3 = 36 watios

PT = P1 + P2 + P3

PT = 108 watios + 54 watios + 36 watiosPT = 198 watios

c) Calcule la resistencia equivalente del circuito.

18

11

18

2

18

3

18

6

9

1

6

1

3

1

R

1

R

1

R

1

R

1

321T=++=++=++=

18

11

R

1

T=

Despejamos RT

ohmios636,111

18RT ==

Con la resistencia equivalente, se calcula la potencia total entregada por la bateria

RT = 1,636 ohmiosv = 18 voltios

watios198636,1

324

1,636

18

R

vP

2

T

2

T ===

=

PT = 198 watios

6


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Ejemplo 28.6 Operacin de un foco de tres vas. Pg. 876 del libro serway quinta edicin.Determine la resistencia de los dos filamentos y su resistencia equivalente en paralelo.

Se halla la resistencia del filamento de 100 watios

T

2

w100w100

2

TP

vR

R

vP

=

=

ohmios144100

14400100

120

P

vR 2

T

2w100 ===

=

Se halla la resistencia del filamento de 75 watios

T

2

w75w75

2

TP

vR

R

vP

=

=

ohmios19275

14400

75

120

P

vR

2

T

2

w75 ===

=

Calcule la resistencia equivalente del circuito.

27648

336

27648

144192

192

1

144

1

R

1

R

1

R

1

21T=

+=+=+=

27648

336

R

1

T=

Despejamos RT

ohmios28,82336

27648R

T==

Problema 28.1 Edicin tercera SerwayUna batera con una Fem. de 12 V y una resistencia interna de 0,9 se conecta a travs de unaresistencia de carga R. Si la corriente en el circuito es de 1.4 A, cul es el valor de R?

= 12 V.i =corriente en el circuito = 1,4 amp.r = resistencia interna de la batera = 0,9 .R = resistencia de la carga

= ( i * r )+ i * R12= (1,4 * 0,9) + 1,4 * R12= (1,26) + 1,4 * R12 - (1,26) = 1,4 * R10,74 = 1,4 * R

Despejamos la resistencia de carga.

ohmios7,671,4

74,10R ==

R = 7,67

7

S1120 v

Filamento de 75 watios

Filamento de 100 watios

S2

i = 1 4 am

v = 10 v

R

r = 0 9 = 1 2 v


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Problema 28.2 Edicin tercera SerwayQu potencia se disipa en la resistencia interna de la batera en el circuito descrito en el problema28.1

Con la resistencia interna y la corriente que circula por el circuito, hallamos la potencia que disipa laresistencia interna de la batera.

r = 0,9 ohmiosi =corriente en el circuito = 1,4 amp.

P = i2 * RP = (1,4)2 * 0,9P = 1,96 * 0,9PT = 1,764 watios

Problema 28.3 Edicin tercera Serway, Problema 28.2 Edicin quinta Serway.Cul es la corriente en una resistencia de 5,6 conectada a una batera con resistencia interna de

0,2 , si el voltaje en terminales de la batera es de 10 v.?b) Cual es la f.e.m. de la batera?

Hallamos el valor de la corriente iv = 10 voltios = i * R

Despejamos i

amp.1,7855,6

10

R

vi ==

=

b) Cual es la f.e.m. de la batera?

= ??i =corriente en el circuitor = resistencia interna de la batera = 0,2 .R = resistencia de la carga = 5,6 .

= i * r + i * R= i ( r + R)

= 1,785 ( 0,2 + 5,6)= 1,785 ( 5,8)

= 10,353 voltios

Problema 28.3 Edicin quinta SerwayDos bateras de 1,5 v con sus terminales positivas en la misma direccin, se insertan en serie dentrodel cilindro de una linterna. Una batera tiene una resistencia interna de 0,255 y la resistenciainterna de la otra es igual a 0,153 . Cuando el interruptor se cierra se produce una corriente de 600Ma en la lmpara. A) Cul es la resistencia de la lmpara?b) Qu porcentaje de la potencia de las bateras aparece en las bateras mismas, representadacomo un incremento en la temperatura?

r1 = 0,255 ohmiosr2 = 0,153 ohmios

i =corriente en el circuito = 600 mA = 0,6 amp.

8

v = 10 v

R = 5,6

r = 0 2

i

i = 1 4 am

v = 10 v

R

r = 0 9 = 1 2 v


9/19

1 = 2= 1,5 v

Como las bateras estn en serie se cumple:

1 + 2 = (i * r1) + (i * r2) + (i * R)1,5 + 1,5 = (0,6 * 0,255) + (0,6 * 0,153) + (0,6 * R)

3 = (0,153) + (0,0918) + (0,6R)3 = 0,2448 + (0,6R)3 - 0,2448 = 0,6R2,7552 = 0,6R

== 592,40,6

7552,2R

R = 4,592

b) Qu porcentaje de la potencia de las bateras aparece en las bateras mismas, representadacomo un incremento en la temperatura?

Se halla la resistencia interna equivalenteRINTERNA EQUIVALENTE = r1 + r2 = 0,255 ohmios + 0,153 ohmiosRINTERNA EQUIVALENTE= 0,408ohmios

0888,0592,4

408,0

*i

*

baterialaporentregadaPotencia

baterialaporconsumidaPotencia int

2

int2

====R

R

R

Ri lenteernaequivalenteernaequiva

%88,8baterialaporentregadaPotencia

baterialaporconsumidaPotencia=

Problema 28.4 Edicin quinta SerwayUna batera de automvil tiene una f.e.m. de 12,6 v. y una resistencia interna de 0,08 . Los farostienen una resistencia total de 5 (supuesta constante). Cual es la diferencia de potencial a travs delos focos de los faros.

a) Cuando son la nica carga en la batera?b) Cuando el motor de la marcha esta operando y toma 35 amp. Adicionales de la bateria?

= 12,6 V.i =corriente en el circuitor = resistencia interna de la batera = 0,08 .

R = resistencia de la carga = 5

.

= ( i * r )+ i * R12,6= (i * 0,08) + (i * 5)12,6= 0,08i + 5i12,6= 5,08i

Despejamos i

amp.48,25,08

6,12i ==

i = 2,48 amp.

v = i * Rv = 2,48 * 5

9

S1

i = 0,6 amp R = resistencia linterna

r1 = 0,255 1 = 1,5 r2 = 0,153

2 = 1,5

v

R = 5

r = 0,08

i

= 12,6 v


10/19

v = 12,4 v

b) Cuando el motor de la marcha esta operando y toma 35 amp. Adicionales de la batera?

v = i * Rv = (2,48 + 35) * Rv = (37,48) * 5

v = 187,4 voltios

Problema 28.5 Edicin tercera Serway, Problema 28.5 Edicin quinta Serway.La corriente en una malla que tiene una resistencia R1 es de 2 A. La corriente se reduce hasta 1.6 Acuando se aade una resistencia R2 = 3 en serie con la resistencia R1. Cul es el valor de R1?

v = i1 * R1 Ecuacin 1 v = i2 * R1 + i2 * R2 Ecuacin 2

Igualando las ecuacionesi1 * R1 = i2 * R1 + i2 * R2

i1 = 2 amp.i2 = 1,6 amp.R2 = 3 (ohmios)

i1 * R1 = i2 * R1 + i2 * R22 * R1 = (1,6 * R1 ) + (1,6 * 3 )2R1 = (1,6R1) + (4,8)2R1 - 1,6R1 = 4,80,4R1 = 4,8

.120,4

8,4R1 ==

R1 = 12

Problema 28.6 Edicin quinta Serway.a) Encuentre la resistencia equivalente entre los puntos a y b en la figura P28.6b) Si una diferencia de potencial de 34 v. se aplica entre los puntos a y b. Calcule la corriente en

cada resistor?

Las resistencias R2 y R3 estn en paralelo.

10

10

7 9 4

ab

v

I2 = 1,6 A.

R1R1

I1 = 2 A. R2 = 3

v


11/19

70

17

70

710

10

1

7

1

R

1

R

1

R

1

325=

+=+=+=

70

17

R

1

5

=

Despejamos R5R5 = 4,11

Las resistencias R1 R5 y R4 estn en serie.

RT = R1 + R5 + R4RT = 4 + 4,11 + 9 = 17,11

RT = 17,11

c) Si una diferencia de potencial de 34 v. se aplica entre los puntos a y b. Calcule la corriente encada resistor?

v = i * R

Se halla la corriente que circula

Despejamos i

amp.98,111,17

34

R

vi

T==

=

i = 1,98 amp

Por R1 circula 1,98 A.

Por R4 circula 1,98 A.

La cada de tensin en la resistencia R2 es la misma cada de tensin en la resistencia R3 .Porestar ambas en paralelo.

V = I1 * R2 Ecuacin 1V = I2 * R3 Ecuacin 2

Igualando las ecuacionesI1 * R2 = I2 * R3 R2 = 7 R3 = 10

I1 * 7 = I2 * 10

Despejamos I2

11

R3 = 10

R2 = 7 R4 =9 R1 = 4

ab

R5 = 4,11 R4 = 9 R1 = 4

a biRT = 17,11

a b

v = 34 V

iRT = 17,11

a b

v = 34 V

V = I1 * R2

I1

I2

i

i

R3 = 10

R2 = 7 R4 = 9 R1 = 4

v = 34 Va

b

V = I2 * R3


12/19

112 I0,710

7*II ==

I2 = 0,7 I1 Ecuacin 3

Por la Regla de corriente de Kirchhoff

i = I1 + I2 Ecuacin 4

i = 1,98 amp

Reemplazamos la ecuacin 3 en la ecuacin 4

i = I1 + I2i = I1 + 0,7 I1i = 1,7I11,98 = 1,7I1

Despejamos I1

amp.1,1641,7

98,1I1 ==

I2 = 0,7 * I1 Ecuacin 3I2 = 0,7 * 1,164I2 = 0,815 amp.

Problema 28.7 Edicin tercera Serway, Problema 28.1 Edicin quinta Serway.Una batera tiene una f.e.m. de 15 v. El voltaje Terminal de la batera es 11,6 v. cuando estaentregando 20 watios de potencia a un resistor de carga externa R.

a) Cual es el valor de R?b) Cual es la resistencia interna de la batera?

v = 11,6 voltios

R = resistencia externa, es decir la carga.P = 200 W (potencia entregada por la resistencia R)

Hallamos el valor de R

ohmios6,72820

134,56

20

6,11

P

vR

2

R

2

===

=

Hallamos el valor de la corriente i

v = 11,6 voltios = i * R

Despejamos i

amp.1,7246,728

11,6

R

vi ==

=

i = 1,724 amp.

= 11,6 V.i =corriente en el circuitor = resistencia interna de la batera.

R = resistencia de la carga = 6,728 .

= i * r + i * R

12

v = 11,6 V

R

r

i

=15 v

P = 20 W


13/19

- i * R = i * r

Despejamos r

r = 1,97 ohmios

Problema 28.7 Edicin quinta Serway.Un tcnico en reparacin de televisores necesita un resistor de 100 para componer un equipodefectuoso. Por el momento no tiene resistores de este valor. Todo lo que tiene en su caja deherramientas son un resistor de 500 y dos resistores de 250 .Como puede obtener la resistencia deseada usando los resistores que tiene a mano?

250

1

250

1

500

1

R

1

R

1

R

1

R

1

321T++=++=

500

5500

4

500

1

250

2

500

1

R

1

T=+=+=

500

5

R

1

T=

Despejamos RT

ohmios1005

500RT ==

Problema 28.8 Edicin quinta Serway.

Un foco marcado 75 w 120 v se atornillo en una portalmpara al extremo de un largo cable deextensin en el cual cada uno de los dos conductores tiene una resistencia de 0,8 . El otro extremodel cable de extensin esta conectado a un tomacorriente de 120 v. Dibuje un diagrama de circuito yencuentre la potencia real entregada al foco en este circuito.

Con los datos del foco se halla la resistencia del foco.

P = 75 watiosV = 120 v

ohmios19275

14400

75

120vR

2

P

2

====

R = 192

Se halla la resistencia total del circuito, estn en serie.R interna = 0,8 .R = 192

13

i

ohmiosRi

97,1724,1

4,3

1,724

11,599-15

1,724

6,728*1,724-11,6

i

*r ====

=

R3 = 250 R2 = 250

R1 = 500

R interna = 0,8

75 w 120 v

120 v

R interna = 0,8

R interna = 0,8

R =192 120 v

R interna = 0,8


14/19

RT = R interna + R interna + RRT = 0,8 .+ 0,8 .+ 192 RT = 193,6

Con la resistencia total del circuito se puede hallar la corriente que circula.Los cables aumentan la resistencia del circuito y por esto la corriente disminuye.

V = i * RT

amp.0,6196,193

120

R

vi

T===

Al disminuir la corriente en el circuito, la lmpara que es de 75w, termina entregado menospotencia y por lo tanto brilla menos.P = i2 * RP = 0,6192 * 192P = 0,3831 * 192P = 73,56 watios

Problema 28.9 Edicin quinta Serway.Considere el circuito mostrado en la figura p28.9. Encuentre:

a) la corriente en el resistor de 20 .b) La diferencia de potencial entre los puntos a y b.

Las resistencias R4 y R5 estn en serie.

R6 = R4 + R5

R6 = 5 + 20 = 25 R6 = 25

Las resistencias R2 y R3 y R6 estn enparalelo.

25

1

5

1

10

1

R

1

R

1

R

1

R

1

6327++=++=

50

17

50

2

50

10

50

5

R

1

7=++=

50

17

R

1

7

=

Despejamos R7

ohmios941,217

50R7 ==

R7 = 2,941 ohmios

14

R4 = 5 R5 = 20

iR2 =10

R1 =10

i

= 25 v

R3 = 5

I1

I2

I3

a b

v

R6 = 25

iR2 =10

R1 =10

i

= 25 v

R3 = 5

a b

i

R7 =2,941

R1 =10

i

= 25 v

Las resistencias R1 y R7 estn enserie.RT = R1 + R7

RT = 10 + 2,941 = 12,941

RT = 12,941


15/19

C on la resistencia total del circuito, se puedehallar la corriente.

= 25 V.RT = 12,941

= i * RTDespejamos la corriente

Amp.1,93112,941

25

Ri

T===

i = 1,931 Amp.

Es la misma corriente que circula por las resistenciasR1 y R7 por que estn en serie.

Conociendo la corriente que circula por R7 se puede

hallar la diferencia de potencial entre los puntos a y b.

R7 = 2,941 ohmiosi = 1,931 Amp.

v = i * R7v = 1,931 * 2,941v = 5,679 voltios

Los tres resistores R2 , R3 y R6 estn en paralelo.Todos los resistores estn al mismo potencial.

Por R2 circula una corriente I1v = 5,679 voltios = I1 * R2Despejamos la corrientev = 5,679 voltiosR2 = 10 ohmios

Amp.0,567910

5,679

R

vI

21 ==

=

I1 = 0,5679 Amp.

Por R3 circula una corriente I2v = 5,679 voltios = I2 * R3Despejamos la corrientev = 5,679 voltiosR3 = 5 ohmios

Amp.1,13585

5,679

R

vI

32 ==

=

I2 = 1,1358 Amp.

Por R6 circula una corriente I3Despejamos la corrientev = 5,679 voltios

15

i = 1,931 A

RT =12,941

i

= 25 v

i = 1,931 Ai = 1,931 A

a b

R7 =2,941

R1 =10

= 25 v

v

I1

I2

I3

a b

v

R6 = 25

iR2 =10

R1 =10

i

= 25 v

R3 = 5


16/19

R6 = 25 ohmios

Amp.0,227125

5,679

R

vI

63 ==

=

I3 = 0,2271 Amp.

la corriente en el resistor de 20 .

Por el resistor R5 circula I3 = 0,2271 Amp.

Por el resistor R4 circula I3 = 0,2271 Amp.

Por la regla de Kirchhoffi = I1 + I2 + I3i = 0,5679 Amp. + 1,1358 Amp. + 0,2271 Amp.i = 1,9308 amp.

Problema 28.10 Edicin tres Serway.Dos elementos de circuito cuyas resistencias son R

1y R

2. Se conectan en serie con una batera de 6v

y un interruptor. La resistencia interna de la batera es de 5. R1 = 132 y R2 = 56 .a) Cual es la corriente a travs de R1 cuando el interruptor esta cerrado?b) Cual es el voltaje a travs de R2 cuando el interruptor esta cerrado?

= 6 V.i =corriente en el circuitoRINT = resistencia interna de la batera = 5 .R1 = resistencia de la carga = 56 .R2 = resistencia de la carga = 132 .

= (i * RINT )+ (i * R1 ) + (i * R2)

6= (i * 5 )+ (i * 56 ) + (i * 132)6= 5i+ 56i + 132i6= 193i


Amp.0,031193

6i ==

i = 0,031 Amp

Cual es el voltaje a travs de R2 cuando el interruptor esta cerrado?V2 = i * R2

V2 = 0,031 * 56V2 = 1,74 voltios

Cual es el voltaje a travs de R1 cuando el interruptor esta cerrado?V1 = i * R1V1 = 0,031 * 132V2 = 4,092 voltios

Problema 28.10 Edicin quinta Serway.Cuatro alambres de cobre de igual longitud estn conectados en serie. Sus reas de seccintransversal son: 1 cm2 , 2 cm2 , 3 cm2 y 5 cm2 . Si se aplica un voltaje de 120 v. al arreglo. Cual es elvoltaje a travs del alambre de 2 cm2 ?

16

I2

I3I1

R4 = 5 R5 = 20

iR2 =10

R1 =10

i

= 25 v

R3 = 5

iiR1 =132

RINT = 5 = 6 v

V1 =i * R1

R2 = 56

V2 =i * R2


17/19

A1 = 1 cm

2 = 1 * 10- 4 m2

A2 = 2 cm2 = 2 * 10- 4 m2

A3 = 3 cm2 = 3 * 10- 4 m2

A4 = 5 cm2 = 5 * 10- 4 m2

= 120 V.

L1010*1L

ALR 4

4-1

1 ===

L10*0,510*2

L

A

LR 4

4-2

2 ===

L10*0,5R 42 =

L10*0,33310*3

L

A

LR 4

4-3

3 ===

L10*0,210*5

L

A

LR 4

4-4

4 ===

RT = R1 + R2 + R3 + R4

4444T 10*0,2L10*0,333L10*0,5L10R +++=

)0,20,3330,5L(110R 4T +++=

)L(2,0310R 4T =

RT = 2,03 * 104 L Ecuacin 1

= 120 V. = i * RT


R

120i

T= Ecuacin 2

Reemplazar la ecuacin 1 en la ecuacin 2

L10*2,03

120

R

120i

4T

== Ecuacin 3

Cual es el voltaje a travs del alambre de 2 cm2 ?

L10*0,5R 42 =

V2 = i * R2 Ecuacin 4

Reemplazar la ecuacin 3 en la ecuacin 4

R*iV 22 =

R*L10*2,03

120V 242

=

L10*0,5*L10*2,03

120V 4

42

=

17

A1 =5 cmA1 = 3 cm

A1 = 2 cmA1 = 1 cm

= 120 v

L L L L

i

V2


18/19

Cancelando trminos semejantes

0,5*2,03

120V2 =

V2 = 29,55 voltios

Pregunta sorpresa 28.1Si una pieza de alambre se usa para conectar los puntos b y c en la figura 28.4b, la brillantez delfoco R1 aumenta, disminuye o se mantiene igual? Que ocurre con la brillantez del foco R2?

El foco R1 se vuelve mas brillante.Conectar un alambre entre b y c anulaal foco R2. La resistencia total del circuitose disminuye, es decir la resistencia totaldel circuito se reduce al valor de R1.Puesto que la resistencia ha disminuidoy la diferencia de potencial suministradapor la batera permanece constante, haceque la corriente aumente en el circuito porlo tanto el foco R1 brilla mas.

El foco R2 se apaga por que la corriente circula por el cable conectado entre a y b por tener unaresistencia despreciable comparada con la resistencia de R2. En consecuencia por R2 no circulacorriente y por lo tanto el foco R2 permanece apagado.

Pregunta sorpresa 28.2Suponga que la batera de la fig. 28.1 tiene resistencia interna cero. Si se suma un segundo resistoren serie con el primero, la corriente en la batera aumenta, disminuye o permanece igual? Que hay

acerca de la diferencia de potencial a travs de las terminales de la batera? Sus respuestascambiaran si el segundo resistor estuviese conectado en paralelo al primero?

Al aadir otra resistencia al circuito en serie, se aumenta la resistencia total del circuito y la diferenciade potencial suministrada por la batera permanece constante, hace que la corriente disminuya en elcircuito.

Al aadir otra resistencia al circuito en paralelo, se disminuyela resistencia total del circuito y la diferencia de potencialsuministrada por la batera permanece constante, hace quela corriente aumente en el circuito.

18

aR1 R2

v

i

b

c

aR1 R2

v

i

b

cR1

v

i

v

i

R1

R2


19/19

Pregunta sorpresa 28.3Los faros de los automviles estn conectadas en serie o en paralelo, como puedo decirlo?

Deben estar en paralelopor que si uno se quema, el otrocontina trabajando.Si estuviesen en serie,una lmpara quemada interrumpira la corriente a travs del circuito completo, incluyendo la otralmpara.

problemas resueltos cap 28 fisica serway.pdf ultima guia

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