Fisica General Burbano

470 CORRIENTE ELÉCTRICA CONTINUA
tencia R = 4 Ω y por un galvanómetro R G
= 12 Ω, da una corriente de
intensidad I en el circuito. Se shunta el galvanómetro con una derivación
de resistencia R S
= 4 Ω y se hace variar la resistencia del circuito de manera
que se obtenga la misma intensidad que anteriormente en la porción
del circuito que contiene la pila. Se pide: 1) Determinar el valor
nuevo de la resistencia R ′. 2) Determinar el valor de la intensidad I G
en
el galvanómetro e I S
en el shunt. 3) Determinar la caída de potencial V
en los bornes del galvanómetro.
64. Se montan en serie tres acumuladores de 2 V de FEM cuya resistencia
interna es de 0,6 Ω en cada uno de ellos, y se disponen en un
circuito con dos resistencias en derivación, una de las cuales tiene 1 Ω
de resistencia y la recorre una corriente de 0,9 A. Calcular: 1) El valor
de la otra resistencia. 2) La intensidad de la corriente que circula por dicha
resistencia. 3) Si se comunica el calor desarrollado por esta resistencia
durante 30 min a una mezcla de 100 g de agua y 5 de hielo, determinar
la temperatura final (c f
= 80 cal · g – 1 ; c = 1 cal · g – 1 · °C). 4) Si el
calor desarrollado en 10 min se comunica a un trozo de plata de 500 g,
calcular la elevación de temperatura producida, sabiendo que el calor
específico de la plata es 0,056 cal /g · °C (1 J = 0,24 cal).
65. Una batería formada por 10 pilas iguales, de 2 V de fuerza
electromotriz y 0,1 Ω de resistencia interna cada una, se unen a un conjunto
de tres resistencias iguales de 10 Ω cada una, montadas una de
ellas en serie con las otras dos en paralelo. Determinar: 1) La diferencia
de potencial entre los bornes extremos de la batería. 2) Cantidad de calor
que en cada hora se desarrolla dentro de la batería (1 J = 0,24 cal).
3) Intensidad de la corriente que atraviesa una de las dos resistencias
montadas en paralelo.
66. 1) Una bobina B tiene una longitud de 60 cm, comprende 504
espiras y tiene una resistencia de 4,4 Ω. Está constituida por un hilo de
1 mm 2 de sección, cuya resistividad es de 1,6 × 10 – 6 Ω · cm. Calcular la
longitud del hilo. 2) Tres resistencias r 1
= 63 Ω, r 2
= 27 Ω y r 3
= x, se
montan en paralelo para tener una resistencia equivalente a R = 6,3 Ω.
Calcular x. 3) La bobina B y la resistencia R se montan en serie conectadas
a los bornes de una batería de acumuladores, cuya fuerza electromotriz
es 54 V y cuya resistencia interior es r = 0,1 Ω. Calcular la resistencia
total del circuito y la intensidad de la corriente en la bobina B y
en las tres resistencias r 1
, r 2
y r 3
.
67. Una pila de 4 V de FEM y 0,5 Ω de resistencia interna se coloca
formando circuito con cuatro lámparas de 1, 2, 3 y 4 Ω, respectivamente.
Las tres primeras en derivación y la cuarta en serie con el grupo. Calcular:
1) Resistencia equivalente del conjunto. 2) Intensidad de la corriente
a través de la pila y en cada lámpara. 3) Diferencia de potencial
entre los bornes de la pila y entre los de cada una de las lámparas.
4) Potencia suministrada por la pila y su distribución.
68. Cuatro resistencias iguales, de 10 Ω cada una, se unen formando
un cuadro; uniendo dos vértices opuestos se coloca otra resistencia
de 5 Ω y los otros dos vértices se unen a los polos de una pila de 10 V
de FEM y resistencia interna despreciable. Determinar: 1) La resistencia
equivalente del conjunto de las resistencias. 2) Intensidad de la corriente
que pasa por la resistencia de 5 Ω. 3) Intensidad de la corriente que
pasa por la pila.
69. Cuatro resistencias de 8 Ω cada una se unen formando un cuadrado.
Uniendo dos vértices se coloca otra resistencia de 4 Ω. Los otros
dos vértices se unen a los bornes de un generador de 30 V y 0,5 Ω de
resistencia interna. Calcular: 1) Resistencia equivalente del conjunto.
2) Intensidades de la corriente en cada resistencia y en la pila. 3) Diferencia
de potencial entre los vértices opuestos del cuadrado cuando se
conectan con el generador. 4) Potencia suministrada por el generador y
su distribución.
70. Se toman cuatro pilas iguales cuya fuerza electromotriz es de
2 V cada una, en paralelo, y se cierra el circuito intercalando una resistencia
y un amperímetro; éste señala una corriente de 1,14 A (primer
caso). Se asocian tres de las pilas anteriores en paralelo y la pila restante
en serie; se cierra el circuito intercalando la misma resistencia que en el
caso anterior y el amperímetro; éste señala una corriente de 1,66 A (segundo
caso). 1) ¿Cuál es la resistencia interior de cada pila? ¿Cuál es la
resistencia exterior? En el caso segundo, ¿qué diferencia de potencial
marcaría un voltímetro colocado en derivación: 2) Sobre los extremos
de la resistencia exterior. 3) Sobre los polos de la pila que se halla en serie.
4) Sobre los polos de cada una de las pilas asociadas en paralelo?
71. Se asocian en serie ocho pilas iguales; cada una tiene una FEM
de 1,5 V. Si se cierra el circuito mediante un conductor de resistencia R,
se obtiene una intensidad de 2,3 A. Asociándolas luego en paralelo y cerrando
el circuito con la misma resistencia R, se obtiene una intensidad
de 0,37 A. Calcular: 1) El valor de R. 2) La resistencia interior de cada
pila. 3) La intensidad que se obtendrá disponiendo las ocho pilas en
dos series de a cuatro, ambas series en paralelo, suponiendo que la resistencia
exterior es la misma R que antes. 4) La diferencia de potencial
entre los extremos de R en el caso 3. 5) Dibujar los esquemas de los circuitos
anteriores.
72. Una pila de 3 V de fuerza electromotriz y resistencia interior 0,2
Ω, une su polo positivo con el polo positivo de otra pila de fuerza electromotriz
1,5 V y resistencia interior de 0,1 Ω. Los polos negativos se
unen a los extremos de una derivación de dos resistencias, una de 4 y
otra de 6 Ω. Determinar: 1) Intensidad total de la corriente que circula.
2) Diferencia de potencial entre los polos de la primera pila. 3) Calor
desprendido en 1 h en la resistencia de 6 Ω (1 J = 0,24 cal).
73. Los dos polos, A y B, de un generador, G, se reúnen por medio
de dos derivaciones. La ACB es un hilo metálico de resistencia constante
r = 15 Ω. La otra, AMB, de resistencia total constante r′ =30 Ω, incluye
un pequeño motor eléctrico, M. El generador G está constituido por
60 elementos de acumuladores dispuestos en serie; la FEM de un elemento
es de 2 V, y la resistencia interior, despreciable. 1) ¿Cuáles son
los valores de la intensidad de la corriente en la batería y en cada derivación
cuando el motor no gira? 2) Evaluar la potencia proporcionada
por la batería. ¿Cómo se reparte esta potencia entre las diversas regiones
del circuito? 3) El motor gira y desarrolla una potencia mecánica de
120 W. ¿Cuáles son los nuevos valores de la intensidad de la corriente
en cada parte del circuito? ¿Cómo se reparte la nueva potencia gastada?
74. Los dos extremos de una resistencia eléctrica de 10 Ω se unen
a los polos de una pila de FEM 5 V y resistencia interior de 0,2 Ω; el extremo
de la resistencia unida al polo positivo de la pila se une al polo
positivo de una segunda pila, de 8 V de FEM y resistencia interior de 0,3
Ω; el polo negativo de esta segunda pila se une al punto medio de la resistencia
de 10 Ω. Determinar: 1) La intensidad de la corriente a través
de cada una de las pilas. 2) Intensidad de la corriente en cada una de
las dos mitades de la resistencia. 3) Diferencia de potencial entre los dos
puntos extremos de la resistencia.
75. Calcular la intensidad que circula por cada uno de los hilos conductores
de la figura y las diferencias de potencial: (V A
– V B
), (V C
– V D
)y
(V E
– V F
).
Problema XX-75.
Problema XX-76.
76. Determinar e y e 2
, la carga y la energía del condensador en
circuito de la figura cuando se encuentra en estado estacionario.
D) APARATOS DE MEDIDA DE CORRIENTE CONTINUA
77. Realizamos un montaje que comprende: una batería de acumuladores,
un reóstato y un amperímetro; entre los bornes de la batería
conectamos un voltímetro. Para distintos valores de la resistencia del
reóstato hacemos las siguientes lecturas:
Amperímetro ........... 4,70 3,50 2,15 1,45 0 A
Voltímetro ............... 15,30 16,45 17,85 18,60 20 V
Se pide: 1) Contruir y estudiar la curva que representa la diferencia de
potencial en función de la intensidad. 2) Deducir la fuerza electromotriz
de la batería. 3) Calcular la resistencia interior de la batería. 4) Montamos
la anterior batería en serie con un motor, un amperímetro de resistencia
despreciable y una resistencia R de 5 Ω que sumergimos en un
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR