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Ejercicios sobre Corriente eléctrica

Indice de ejercicios

Ejercicio 480:

En la superficie de un cilindro, infinitamente largo, las cargas están distribuidas del tal modo que la mitad situada a la derecha de la sección 00´ esta cargada con cargas positivas y la otra, la izquierda, con cargas negativas (fig, 167). En ambas direcciones la densidad de cargas aumenta directamente proporcional a la distancia de la sección 00´. Demostrar que en todos los puntos dentro del cilindro, la intensidad del campo eléctrico será igual y estará dirigida a lo largo del eje del cilindro, como se muestra en la figura por medio de una flecha.

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Ejercicio 481:

¿Existirá en las proximidades de la superficie de un conductor, por el cual pasa una corriente continua, un campo eléctrico?

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Ejercicio 482:

Representar gráficamente la distribución de las líneas de fuerza de un campo eléctrico en torno  de un conductor homogéneo en forma de un arco (fig. 168). Por el conductor pasa corriente continua.

Ejercicio 483:

Dos conductores con coeficientes de temperatura de resistencia   y  poseen, a  0º C, resistencias iguales a R y R . Determinar el coeficiente de temperatura del circuito constituido de estos conductores, si los conductores están unidos en serie y si están unidos en paralelo.

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Ejercicio 484:

Determinar la resistencia del circuito que se ve en la fig. 169. Las resistencias de los conductores de conexión AC'C y BC"D pueden ser despreciadas.

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Ejercicio 485:

De un alambre de longitud L y de resistencia R es necesario hacer un calentador para  conectarlo en una red con tensión U. Se sabe que por el alambre puede pasar, Sin miedo a quemarlo, una corriente no mayor que . ¿Qué cantidad máxima de calor q se podrá obtener, en unidad de tiempo, con la ayuda del calentador? Para hacer el calentador, el alambre puede cortarse en pedazos y después unirse en serie o en paralelo.

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Ejercicio 486:

Hallar la resistencia de un tetraedro ABCD, hecho de seis hilos de resistencia R cada uno. Los hilos conductores están unidos a los vértices A y B.

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Ejercicio 487:

Encontrar la resistencia del hexágono, representado en la fig. 170, conectado al circuito entre los punto B. La resistencia de cada conductor del circuito es R.

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Ejercicio 488:

Determinar la resistencia de un cubo, hecho de alambre, al conectarlo en un circuito entre los puntos A  y  B  (fig. 171). La resistencia de cada arista del cubo es igual a R.

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Ejercicio 489

Un rectángulo   ADBC   está   soldado de alambres de iguales sección S y  resistencia específicar. La diagonal AB es hecha también de ese mismo material y sección (figura 172). Determinar la resistencia entre los puntos A y B y la resistencia entre los puntos C y D, si  y

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Ejercicio 490

 

 

 

 

En la fig. 173 está representado el circuito del puente de Wheatstone para medir resistencias.  Es la resistencia desconocida;  es la resistencia estándar; G es el galvanómetro unido al contacto de corredera D con un conductor homogéneo de gran resistencia AB (hilo de resistencia). Demostrar que en ausencia de corriente a través del galvanómetro, tiene lugar la relación . La resistencia de los conductores de conexión puede ser despreciada.

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Ejercicio 491

¿Qué resistencia es necesario conectar entre los puntos C y D (fig. 174) para que la resistencia de todo el circuito (entre los puntos A y B) no dependa del  número de células elementales?

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Ejercicio 492

En los circuitos de salida de los generadores, para la disminución de la tensión de salida en un determinado número de veces, se utiliza un dispositivo llamado atenuador. El atenuador tiene la forma de un reductor de tensión, montado según el circuito de la fig. 175. Un conmutador especial permite unir con el Terminal de salida el punto, cuyo  potencial   se produce por el generador, o cualquiera de los puntos , …   , cuyo potencial es k veces menor que el potencial del anterior ( k>1). El segundo Terminal de salida y los extremos inferiores de las resistencias están puestos a tierra. Determinar la relación de las resistencias :  :    siendo cualquiera el número de células.

 

Ejercicio 493

¿Con qué aparatos es necesario disponer a fin de verificar  experimentalmente  la  ley  de   Ohm,   es  decir, demostrar que la intensidad de la corriente es directamente proporcional a la diferencia de potencial?

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Ejercicio 494:

A dos condensadores  planos iguales, unidos en paralelo, fue transmitida una carga Q. En el momento de tiempo, la distancia entre las placas del primer condensador comienza a aumentar  uniformemente según la ley de  y la distancia entre las placas del segundo empieza a disminuir uniformemente según la ley . Despreciando las resistencias de los conductores de conexión, hallar la intensidad de la corriente del circuito en el período de movimiento de las placas de los condensadores.

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Ejercicio 495

Encontrar el trabajo realizado por un campo electrostático (véase las condiciones del problema 494) para aumentar simultáneamente la distancia entre las placas del primer condensador y para disminuir la distancia entre las placas del segundo condensador en una magnitud a.

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Ejercicio 496

Durante el trabajo con un galvanómetro muy sensible el experimentador, sentado en una silla junto a una mesa, descubrió un fenómeno curioso. (El galvanómetro estaba fijo en la pared y los extremos de su arrollamiento estaban conectados a una llave abierta, situada en la mesa). Al levantarse de la silla y tocar la mesa con la mano, el experimentador observó un desplazamiento considerable del galvanómetro. Si el investigador tocaba la mesa sentado en la silla, tal desplazamiento no se observaba. De igual modo, la imagen del galvanómetro no se desplazaba, cuando el hombre tocaba la mesa, sin sentarse anteriormente en la silla. ¿Cómo pueden explicarse estos fenómenos?

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Ejercicio 497

En un galvanómetro muy sensible, con el circuito abierto, fue descubierto el siguiente efecto. Si se aproxima un cuerpo cargado a uno de los extremos del arrollamiento del galvanómetro, habrá un salto. Si aproximamos este cuerpo al otro extremo del arrollamiento, el salto ocurrirá en el mismo sentido. ¿Cómo explicar este fenómeno?

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Ejercicio 498

¿Cómo está distribuido el potencial en la pila Daniell, estando abierto el circuito externo?

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Ejercicio 499:

Representar gráficamente la variación aproximada del potencial a lo largo de los circuitos cerrados representados en la fig. 176. determinar la intensidad de la corriente para cada circuito y la diferencia de potencial entre  los puntos A y B. Prescindir de la resistencia  de los conductores de conexión.

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Ejercicio 500:

Fig. 176

Cuando se mezcla un mol de zinc con ácido sulfúrico se desprenden cerca de   J de calor, y para la liberación de un mol de cobre de una solución de sulfato de cobre (caparrosa azul) se utilizan cerca de  J. Encontrar por estos datos la f.e.m de  la pila Daniell.

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Ejercicio 501:

Dos pilas Daniell con resistencias internas =0.8 y = 1.3  y la misma f.e.m. están unidas en paralelo y cerradas por una resistencia externa R. Determinar la relación de la cantidad de zinc que se disuelve en estas pilas en un determinado intervalo de tiempo.

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Ejercicio 502:

Una pila Daniell esta hecha de materiales absolutamente puros. Determinar el gasto de zinc y de los cristales de caparrosa azul (), si la pila da una corriente del 0.1 A en el periodo de 8 horas.

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Ejercicio 503:

En una pila Daniell el cobre fue sustituido por cera cubierta por capa de grafito. Describir los fenómenos que ocurrirán en esta pila, si unimos mediante  un alambre el zinc con la capa de de grafito.

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Ejercicio 504:

La solución del ácido sulfúrico esta utilizada como electrolito

¿Cómo variará la f.e.m. de la batería que se ve en la fig. 177, si eliminamos la pared entre los recipientes?

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Ejercicio 505:

Una barra de carbón homogéneo se encuentre en el fondo de un recipiente con electrolito. A los extremos de la barra esta conectado un voltímetro que posee gran resistencia. Sobre el medio de la barra de carbón se apoya una barra de zinc. ¿Qué mostrara el voltímetro, si la barra de zinc esta en posición vertical? ¿Cómo variara su indicación si la barra de zinc se inclina para la derecha o para la izquierda?

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Ejercicio 506:

Una esfera conductora hueca de radio R = 5 cm, fue colocada en un baño electrolítico lleno de una solución de caparrosa azul. En la superficie de la esfera existe una abertura de radio r = 0.5 mm. ¿En cuanto aumentara el peso de la esfera, si el deposito de cobre dura t = 30 min. Para una densidad de corriente en el electrolito igual a j = 0.01 A/?

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Ejercicio 507:

Si un condensador que tiene carga Q se descarga dentro de un baño electrolítico con agua ácida, entonces habrá un desprendimiento del gas oxhídrico. Según la ley de Faraday la cantidad de sustancia desprendida durante la electrolisis, depende solamente de la cantidad de electricidad que paso. Esto significa que si descargamos el condensador dentro de N baños unidos en serie, se desprenderá N veces mas de gas oxhídrico.  N puede hacerse suficientemente grande y obtener cualquier cantidad de gas. Quemando este gas, obtendremos cierta cantidad de energía, lo que contradice explícitamente al principio de conservación de la energía, puesto que la energía inicial del condensador  cargado no sea infinitamente grande. ¿En que consiste la cuestión?.

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Ejercicio 508:

Al explotar un gas oxhídrico, para cada gramo de hidrogeno reaccionado se desprenden  J de calor. Utilizando estos datos, encontrar para qué valor mínimo de la f.e.m. de una batería puede ocurrir la electrolisis del agua?               

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Ejercicio  509:

Durante la electrolisis los iones positivos y negativos continuamente se neutralizan los electrodos correspondientes. ¿Qué causas mantienen la concentración de los iones en los electrolitos en un nivel constante? , ¿En que partes del electrolito sucede la reposición de los iones neutralizados?

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Ejercicio  510:

La intensidad total de corriente los electrolitos se determina como la suma de dos corrientes: la corriente de los iones positivos y la de los negativos, o sea,

Donde e es la carga del ion, n y v son las concentraciones y velocidades de los iones positivos y negativos. ¿Por qué la cantidad de substancia despendida, por ejemplo, en el cátodo, se considera proporcional a la corriente total y no a la corriente en ?

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Ejercicio  511:

La temperatura de las extremidades calientes de una termopila es igual a , y de las extremidades frías es igual a , la f.e.m de la batería es igual. Para mantener una temperatura constante en las extremidades calientes se trasmiten a estas, por unidad de tiempo, dos calorías. A la batería fue unido un baño electrolítico con solución del sulfato de cobre (caparrosa azul). ¿Cuál será la cantidad máxima de cobre (teóricamente) que puede ser depositada en el cátodo por unidad de tiempo? 

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Ejercicio  512:

Dos esferas metálicas de radios  y , que se encuentran a una   distancia  la una de la otra, fueron unidas a una batería con fuerza electromotriz   = 3000 v. Encontrar la fuerza de interacción de las esferas. La interacción de los conductores de conexión puede ser despreciada.

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Ejercicio  513:

Las placas de un conductor `plano fueron conectadas a una batería, cuya f.e.m. es igual a . Calcular el trabajo mecánico realizado por el campo eléctrico para desplazar las placas, si, inicialmente, la distancia entre las placas era igual a  y en el final a , siendo . Prescindir del desprendimiento del calor de la batería y en los hilos conductores.

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Ejercicio  514:

Determinar las tensiones  y  en los condensadores (fig. 178), si  ,  ,, . La conductividad de los dieléctricos puede ser despreciada.

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Ejercicio 515:

Una de Las placas de un condensador, esta conectado a una batería con fuerza electromotriz igual a , esta puesta a tierra (fig. 179). ¿Varían los potenciales de las placas del condensador respecto a la tierra, si desconectamos el conductor a la placa del condensador con la tierra?

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Ejercicio  516:

Por un acumulador de resistencia interna y f.e.m. pasa una corriente igual a . ¿Cuál es la diferencia de potencial en los terminales del acumulador?

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Ejercicio  517:

¿Por que una pila galvànica, con f.e.m. de algunos voltios, produce una corriente considerable y una maquina electrostática, con f.e.m. de decenas de miles de voltios, produce una corriente insignificante?

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Ejercicio  518:

¿En que caso las pilas galvànicas conectadas en serie y cerradas con una resistencia externa, producirán menos corriente que una de estas pilas conectada a la misma resistencia? 

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Ejercicio 519

Para determinar el lugar de deterioro del aislamiento entre los conductores de una línea telefónica bifilar, de longitud  Km., a su extremo fue conectada una batería con  f.e.m.V. Luego resulto que si los conductores del otro extremo de la línea están abiertos, la corriente que pasa por la batería es igual a A, si están cortocircuitados la corriente que pasa por la batería es igual a  A. La corriente de corto circuito de la batería es    A. La resistencia de cada conductor de la línea es igual a  .Determinar la resistencia del aislamiento R en el lugar de territorio.

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Ejercicio 520.

 Las pilas galvanicas con f.e.m.  V y V están conectadas de acuerdo con el circuito representado en la figura  180,a un voltímetro cuyo valor cero se encuentra en medio de la escala, muestra la tensión V, y su aguja se inclina para aquel lado como cuando la llave K esta abierta ¿ Que mostrara el voltímetro, si unimos los aparatos según el circuito que se da en la figura 180,b? la corriente que pasa por el voltímetro puede ser despreciada.

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Ejercicio 521.

Resolver el problema 520, con la condición que cuando la llave K está cerrada (fig. 180, a), la aguja del voltímetro se inclina para el lado opuesto que con la llave abierta.

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Ejercicio 522

Dos pilas con f.e.m. V y V están unidas de acuerdo con el circuito representado en la fig. 181. la resistencia es . Las resistencias internas de las pilas son iguales a  cada una. Determinar las intensidades de las corrientes que pasan por las pilas y la resistencia R. las resistencias de los hilos conductores se desprecia.

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Ejercicio 523

¿Para que valor con la resistencia R con el circuito del problema 52, no pasara la corriente por la pila galvánica con f.e.m ? ¿Para cuales valores de R la corriente que pasa por esta pila será dirigida con la f.e.m. de la pila?

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Ejercicio 524

 ¿Es posible con ayuda de 24 acumuladores, teniendo cada uno f.e.m V y resistencia interna , obtener la corrienteA, en el circuito externo por una resistencia, juntándolos en unos grupos iguales.

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Ejercicio 525

 Una estufa eléctrica, calculada para una tensión de V, necesita ser modificada, sin cambiar y disminuir la espiral, para V de modo que su potencia permanezca la misma. ¿Que es necesario para hacer esto?

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Ejercicio 526.

 ¿Por qué, al conectar a la red un aparato calentador de una gran potencia (por ejemplo, una plancha eléctrica), el caldeo de la bombilla en un apartamento disminuye notoriamente, luego pasado un pequeño intervalo de tiempo   aumenta,   alcanzando   aproximadamente   la intensidad anterior?

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Ejercicio 527.

Una tetera eléctrica tiene dos arrollamientos. Al conectar uno de ellos, el agua hervirá durante un tiempo t1, y si conectamos el otro, entonces hervirá durante un tiempo t2 ¿Después de cuánto tiempo hervirá la misma cantidad de agua, si conectamos dos arrollamientos al mismo tiempo: 1) ¿en serie? 2) En paralelo?

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Ejercicio 528.

Un  hervidor  eléctrico tiene  tres  arrollamientos.  Si unimos dos arrollamientos en paralelo, conectando en serie el tercer a los otros dos, entonces, para diferentes combinaciones de los arrollamientos, el agua en un recipiente hierve en 20, 40 y 16 minutos respectiva- mente. ¿En cuánto tiempo hervirá el agua, si unimos todos los arrollamientos 1) en serie? 2) en paralelo?

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Ejercicio 529:

Para transmitir la energía eléctrica a grandes distancias con ayuda de un transformador, aumentan la tensión de modo que la potencia permanezca la misma y la intensidad de la corriente se haga menor. De acuerdo con la ley Joule- Lentz, la cantidad del calor, desprendido en los conductores, es igual a  y consecuentemente, las pérdidas de energía al desprenderse el calor,  serán diminutas a corrientes pequeñas. Por otro lado, , o sea, la cantidad del calor desprendido incrementa con el aumento de la tensión. Explicar: ¿Por qué el  aumento de tensión conduce a la economía de energía eléctrica durante su transmisión a grandes distancias?

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Ejercicio 530:

Un acumulador con f.e.m  y resistencia interna esta cerrado por una resistencia externa  y desprende en él una potencia de .

Determinar la diferencia de potencial  en los terminales del acumulador. ¿Cuál es la causa de la ambigüedad de los resultados?

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Ejercicio 531:

Dos hornillos eléctricos, conectados en paralelo a la red urbana, consumen un potencial total igual a N.

Si los conectamos en serie la potencia será mayor que la potencia de cualquier otro par de hornillos eléctricos conectados en serie que consumen una potencia N, siendo conectados en paralelo. ¿Qué potencias consumen estos hornillos siendo conectados en la misma red por separado?

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Ejercicio 532:

¿Qué potencia máxima útil (potencia desprendida en una resistencia externa) puede producir un acumulador con f.e.m.  y resistencia interna igual a ? ¿Cuál deberá ser , este caso, la resistencia en el circuito externo?

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Ejercicio 533:

Determinar el rendimiento  del acumulador mencionado en los problemas 530 y 532. ¿De qué modo depende el rendimiento de la resistencia externa, permaneciendo constante la resistencia interna? ¿Cómo variará en este caso la potencia útil? ¿Podrá  ser  igual a la unidad?

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Ejercicio 534:

La carga de un acumulador con fuerza electromotriz inicial se realiza por una estación de carga, donde la tensión de la red es igual a U. La resistencia interna del acumulador es r. Determinar la potencia útil gastada para cargar el acumulador y la potencia gastada para el desprendimiento del calor en el acumulador.

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Ejercicio 535:

¿Sobrepasara la potencia útil gastada en la carga de un acumulador, a la cantidad del calor desprendido en éste?

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Ejercicio 536:

Por un conductor pasa una corriente I=10A. Р El área de la sección transversal del conductor es S=50, y el número de electrones libres en  de éste es. Definir la dirección de la velocidad v de los electrones, considerándola igual para todos los electrones.

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Ejercicio 537:

Un paralelepípedo metálico rectangular, con las dimensiones de lados , se mueve con aceleración a en dirección al lado menor (fig.182).

Encontrar la intensidad del campo eléctrico que surge como consecuencia de la aceleración del movimiento del paralelepípedo, así como la densidad de las cargas eléctricas en las superficies laterales del mismo perpendiculares a la dirección de la aceleración.

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Ejercicio 538:

Un cilindro metálico macizo de radio R  gira con una velocidad angular constante . Hallar la dependencia de la intensidad del campo en función de la distancia hasta el eje del cilindro  y la diferencia de potencial entre la superficie del cilindro y el eje.

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Ejercicio 539:

Hay un disco metálico de radio R (fig. 183) que gira con una velocidad  angular . El disco esta conectado a un circuito eléctrico por medio de unos contactos corredizos que tienen contacto con el eje del disco y su borde. La resistencia del disco es insignificante en comparación con la resistencia de la carga Determinar la cantidad del calor desprendido por unidad de tiempo. Explicar desde el punto de vista de la teoría electrónica de los metales: ¿Qué es lo que frena el disco?

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