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Javier de Orbe Moreno Nº 23 José María Soto Muñoz Nº 29


1. Los electrones llevan un sentido, que es del polo negativo al positivo. Responde a estas cuestiones: a) ¿Cómo se denomina ese sentido de la corriente eléctrica? Se denomina sentido real.

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b) ¿Cómo se denomina el sentido opuesto? Se denomina sentido convencional, al que va del polo positivo al negativo. Este sentido se ha adoptado como el “oficial” por motivos históricos y es con el que se trabaja.


2. Vamos a suponer que tenemos una bombilla conectada a un alargador de 2 m de longitud para alumbrarnos. El alargador lo conectamos a un enchufe. Cuando damos al interruptor, resulta que la bombilla se enciende al instante, pero hay algo que no sabemos, y es que los electrones se mueven aproximadamente a 10 cm/s, es decir, que un electrón que salga del enchufe hacia la bombilla, tardará unos 20s en llegar. ¿Cómo es posible que la bombilla se encienda inmediatamente? Razona esta respuesta. Porque la corriente que se usa es corriente alterna. En la corriente alterna (CA o AC), los electrones no se desplazan de un polo a otro, sino que a partir de su posición fija en el cable (centro), oscilan de un lado al otro de su centro, dentro de un mismo entorno o amplitud, a una frecuencia determinada (número de oscilaciones por segundo). Por tanto, la corriente así generada (contraria al flujo de electrones) no es un flujo en un sentido constante, sino que va cambiando de sentido y por tanto de signo continuamente, con tanta rapidez como la frecuencia de oscilación de los electrones.

3. Conecta el voltímetro de manera que podamos medir la tensión de la pila:

4. Conecta el óhmetro para medir el valor de la resistencia:


5. Si a una resistencia de 100 Ω le conectamos una pila de 12,5 V, ¿cuántos amperios pasarán por la resistencia? Aplicando la ley de Ohm: V 12.5 I = ——— = ———— = 0,125 A R 100 6. Si ahora le cambiamos la pila, de manera que por la resistencia pasen 10A, ¿de cuántos voltios será la nueva pila? Aplicando, de nuevo la ley de Ohm: V V I = ——— ; 10 A = ———— ; R 100

V = 100 • 10 = 1000 V

La pila será de 1000 V. 7. a) ¿Qué le pasa a un conductor si le aumentamos la longitud? Que aumenta su resistencia ya que la resistencia y la longitud son directamente proporcionales, como se ve en la siguiente fórmula:

Siendo  la resistividad,  la conductividad, L la longitud en m, y S la sección en mm2.

b) ¿Y si aumentamos la sección? Que disminuye su resistencia ya que la resistencia y la sección son inversamente proporcionales, como se ve en la fórmula anterior. 8. Si la resistividad del cobre es de 0.017Ω, y tenemos una bobina de cable de 200 m de longitud y 1.5 mm2 de sección, ¿cuál será la resistencia de la bobina? L 200 R = ρ —— = 0.017 ——— = 2.266 Ω S 1.5


9. De la bobina anterior hemos gastado unos cuantos metros, pero no sabemos lo que queda. Al medir con un óhmetro, obtenemos una resistencia de 2Ω. ¿Podrías decir cuántos metros de cable quedan en la bobina? L R = ρ —— ; S

L 2 • 1.5 2 Ω = 0.017 ——— ; L = ———— = 176.47 m 1.5 0.017

10. Una nube pasa a 1200 m de altura y sabemos que con la fricción se va cargando con carga eléctrica de manera que hay una diferencia de potencial entre la nube y la tierra. Si el aire tiene una rigidez dieléctrica de 3 kV / mm, ¿qué diferencia de potencial tendrá que existir entre nube y suelo para que haya un relámpago? Cuando una nube pasa con una diferencia de cargas respecto a la tierra tan alta, que la diferencia de potencial entre nube y tierra supera la rigidez dieléctrica del aire, se produce la ruptura del aislante (aire) en forma de lo que se conoce como rayo. Por tanto, como la nube está a 1200 m que son 1.200.000 mm si los multiplicamos por la rigidez dieléctrica del aire, nos dará la diferencia de potencial mínima necesaria para que se rompa el aislante que será de 3.600.000 KV. 11. Si por una resistencia de 100Ω pasa una intensidad de 2A, ¿cuántos vatios de potencia consumirá? Si aplicamos la fórmula de la potencia: P = R • I2 = 100 Ω • 4 A2 = 400 W 12. Tenemos una calefacción eléctrica que consume 2000W, y la tenemos encendida durante 1h para calentar el baño. Suponiendo que el kW • h tenga un precio de 0,3€, ¿cuánto nos va a costar tenerla encendida durante ese tiempo? Calculamos los kW • h que consumimos: kW • h = 2 • 1 = 2 kW • h 1 kW•h = 0.3 €;

1kW•h 2kW•h ───── = ─────; x = 2 • 0.3 = 0.6 € 0.3 x


13. Si consideramos el mismo precio del kW • h que en el ejercicio anterior, y resulta que hemos puesto en marcha un aparato que no sabemos cuanto consume en W, y que nos ha costado 3 € tenerle encendido durante 10 h. Sabrías decir ¿cuántos W consume ese aparato? Si además lo hemos conectado a 230 V, ¿cuál será su resistencia? kW • h = 0.3 €;

1kW•h x ────── = ───── ; x = 10 kW•h 0.3€ 3€

Si consume 10 kW • h y ha estado funcionando durante 10 h quiere decir que el aparato consume 1000 W. Como la potencia es: P (W) = V(V) • I(A) sustituyendo: 1000W = 230V • I

de donde

I = 4.35 A

A partir de la ley de Ohm, calculamos el valor de la resistencia:

V 230 R = —— = ——— = 52.87 Ω I 4.35 14. Escribe las características que tiene la asociación en serie de resistencias.  La intensidad que pasa por las resistencias es la misma, e igual a la de la Resistencia Equivalente: Ie= I1 = I2 = I3…  La tensión de la pila se la reparten entre las resistencias: Ve = V1 + V2 + V3…  La potencia (P) generada en la pila es consumida por las resistencias e igual a la consumida en la Resistencia Equivalente: Pe = P1 + P2 + P3…


 La Resistencia Equivalente es igual a la suma de las que están en serie: Re = R1 + R2 + R3… 15. Escribe las características que tiene una asociación en paralelo de resistencias.  La intensidad que sale del generador se reparte entre las resistencias: Ie = I1 + I2 + I3...  La tensión de la pila es la misma en las resistencias: Ve = V1 = V2 = V3…  La potencia (P) generada en la pila es consumida por las resistencias: Pe = P1 + P2 + P3…  La Resistencia Equivalente es igual al inverso de la suma de los inversos de las resistencias: 1 Re = ————————— 1 1 1 —— + —— + —— R1 R2 R3 16. En el circuito de la figura, sabemos que V = 10 V, R1 = 20 Ω y R2 = 30 Ω. Calcula la tensión que tendrá R2 y la intensidad que va a pasar por las resistencias.

R1 = 20 Ω

V1 V = 10 V

R2 = 30 Ω

V2


Como es una asociación en serie de resistencias, la intensidad que pasa por las dos resistencias es la misma e igual a la de la resistencia equivalente, calculamos la resistencia equivalente y luego aplicando la ley de Ohm calculamos la intensidad.

Re = R1 + R2 = 20 + 30 = 50Ω V 10 I = ——— = ——— = 0.2A Re 50 Aplicando también la ley de Ohm calculamos la tensión que tendrá R2 V2 = R2 • I = 30 • 0.2 = 6 V 17. En el siguiente circuito, V = 20 V, R1= 30 Ω y R2= 30 Ω. Calcula la resistencia equivalente y la intensidad que va a pasar por las resistencias.

R1 = 30 Ω

I1

I2 R2= 30Ω

I V = 20 V

Es una asociación en paralelo de resistencias, la resistencia equivalente es igual a la inversa de la suma de las inversas de las resistencias 1 1 Re = ————————— = ———————— = 15 Ω 1 1 1 1 —— + —— —— + —— R1 R2 30 30


En una asociación en paralelo la tensión de la pila es la misma que en las dos resistencias por lo que aplicando la ley de Ohm calculamos la intensidad que circula por cada resistencia: V 20 I1 = —— = ——— = 0.66 A R1 30 V 20 I2 = —— = ——— = 0.66 A R2 30

18. Realiza en la red la actividad Energuy. Imprime la pantalla final con tu resultado.


Trabajo electricidad  

Realizado por jose soto y javi de orbe

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