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*27.27. Los devanados de cobre de un motor sufren un incremento de 20 por ciento en su resistencia respecto a su valor de 20°C. ¿Cuál es la temperatura de operación? (a = 0.0043/°C) Resp. 66.5°C Problemas adicionales 27.29. Una turbina hidráulica suministra 2000 kW a un generador eléctrico con 80 por ciento de eficiencia y que produce un voltaje terminal de salida de 1 200 V. ¿Cuánta corriente se genera y cuál es la resistencia eléctrica? Resp. 1.33 kA, 0.900 íl 27.30. Un radiador de calefacción de 110 V consume una comente de 6.0 A. ¿Cuánta energía calorífica, en joules, se irradia en 1 h? 27.31. Una línea de conducción eléctrica tiene una resistencia total de 4 kíl. ¿Cuál es la potencia disipada a través de la línea si la corriente se reduce a 6.0 mA? Resp. 0.144 W 27.32. Un alambre tiene una resistividad de 2 X 10-8 íl m a 20°C. Si su longitud es 200 m y su sección transversal es de 4 mm2, ¿cuál será su resistencia eléctrica a 100°C? Suponga que a = 0.005/°C para este material. 27.33. Calcule la resistividad de un alambre hecho de una aleación desconocida si su diámetro es de 0.7 mm y se sabe que 30 m del alambre tienen una resistencia d e4.0 íl. Resp. 5.13 X 10-8 íl 27.34. La resistividad de un alambre dado es 1.72 X 10~8 íl m a 20°C. Se conecta una batería de 6 V a una bobina de 20 m de este alambre, cuyo diámetro es de 0.8 mm. ¿Cuál es la corriente en el alambre? 27.35. Un resistor se usa como termómetro. Su resistencia a 20°C es 26.00 íl y su resistencia a 40°C es 26.20 íl. ¿Cuál es el coeficiente de temperatura de la resistencia para este material? Resp. 3.85 X 10-4/oC *27.36. ¿Qué longitud de alambre de cobre tiene a 20°C la misma resistencia que 200 m de alambre de hierro a 20°C? Suponga que ambos alambres tienen la misma sección transversal. *27.37. La potencia disipada en cierto alambre a 20°C es de 400 W. Si a = 0.0036/°C, ¿en qué porcentaje aumentará la potencia disipada cuando la temperatura de operación sea 68°C? Resp. 17.3 por ciento Preguntas para la reflexión crítica 27.38. Un resistor de 150 íl a 20°C tiene una potencia nominal máxima de 2.0 W. ¿Cuál es el voltaje máximo que se puede aplicar a través del resistor sin exceder la potencia máxima permitida? ¿Cuál es la corriente con este voltaje? 27.39. La corriente eléctrica del hogar es alterna, pero se le aplican las mismas fórmulas. Suponga que el motor de un ventilador que forma parte del sistema de enfriamiento de una casa funciona a 10 A nominales para 120 V. ¿Cuánta energía se requiere para que el ventilador funcione las 24 h? Al costo de 9 centavos por kilowatt-hora, ¿cuál es el costo de mantener este ventilador funcionando continuamente durante 30 días? Resp. 103.68 MJ, $77.76 *27.40. La potencia consumida en un alambre eléctrico (a = 0.004/ °C) es de 40 W a 20 °C. Si todos los demás factores son constantes, ¿cuál será el consumo de potencia cuando (a) se duplique la longitud, (b) se duplique el diámetro, (c) se duplique la resistividad y (d) se duplique la temperatura absoluta? Resp. (a) 80 W , (b) 10 W, (c) 80 W , (d) 86.9 W *27.41. ¿Cuál debe ser el diámetro de un alambre de aluminio para que tenga la misma resistencia que un tramo de alambre de cobre de la misma longitud y 2.0 mm de diámetro? ¿Qué longitud de alambre de nicromo se necesita para tener la misma resistencia que 2 m de alambre de hierro con la misma sección transversal? *27.42. Un alambre de hierro (a = 0.0065/°C) tiene una resistencia de 6.00 íl a 20°C y un alambre de cobre a = 0.0043/°C tiene una resistencia de 5.40 íl a 20°C. ¿A qué temperatura tendrán los dos alambres la misma resistencia? Resp. —18.0°C Capítulo 27 Resumen y repaso 547
Circuitos de corriente continua Con el fin de conservar el volt legal en Estados Unidos y de difundirlo como una norma internacionalmente sistemática y precisa para medir el voltaje se emplean circuitos eléctricos complejos, así como diversos instrumentos y aparatos. (Cortesía del Nacional Institute ofStandards and Technology.) Objetivos Cuando term ine de estudiar este capítulo el alumno: 1. Determ inará la resistencia efectiva de cierto número de resistores (o resistencias) conectadas en serie y en paralelo. 2. Escribirá y aplicará ecuaciones relacionadas con el voltaje, la corriente y la resistencia para un circuito que contenga resistores conectados en serie y en paralelo. 3. Resolverá problem as que impliquen fem de una batería, la diferencia de p o tencial en sus term inales, la resistencia interna y la resistencia d e la carga. 4. Escribirá y aplicará las leyes d e Kirchhoff para redes eléctricas similares a las que aparecen en este texto. Se usan dos tipos de comente: la corriente directa (cd), que es el flujo continuo de carga en una sola dirección, y la corriente alterna (ca), que es el flujo de una carga que cambia continuamente tanto en magnitud como en dirección. En este capítulo analizaremos la comente, el voltaje y la resistencia de circuitos de cd. Gran parte de los métodos y procedimientos se aplican también a los circuitos de ca. Las variaciones requeridas para las corrientes alternas surgen lógicamente a partir de una base firme en el estudio de la cd. 548
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Física, conceptos y aplicaciones S
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Prefacio xiii Capítulo 1 Introducc
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PARTE I Meca nica Introducción Cen
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¿Cómo estudiar física? 5 planifi
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2.8 Trigonometría dei triángulo r
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Momento de torsión y equilibrio ro
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Preguntas de repaso 6.1. Explique c
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Problemas Sección 7.1 Segunda ley
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Trabajo, energía y potencia La Nin
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Impulso y cantidad de movimiento El
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9.3 Choques elásticos e inelástic
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a 3 m /s y la pelota reduce su velo
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10.4 Peralte de curvas 203 Figura 1
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11.9 Cantidad de movimiento angular
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Preguntas de repaso 11.1. Elabore u
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Máquinas simples Las máquinas sim
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12.3 La palanca 249 La palanca Tal
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En el nivel alto, la rueda trasera
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esumen y repaso Resumen En la indus
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sección transversal de un cilindro
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Movimiento armónico simple Un tram
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