Contenido
Problema
de resuelto de resistencia eléctrica
Fuerza
electromotriz (f.e.m.) (ξ)
Problemas
y ejercicios resueltos Ley de Joule (videos):
ELECTRODINAMICA
Es la parte de la física que estudia la carga eléctrica en
movimiento llamada corriente eléctrica.
Corriente eléctrica
Se define como la rapidez de movimiento de carga eléctrica.
Matemáticamente se encuentra con la expresión:
i = q/t
i: intensidad de corriente eléctrica (amperios = A)
q: carga (coulomb = c)
t: tiempo (segundo = s)
Resistencia eléctrica
Es la oposición que presenta un dispositivo eléctrico al
paso de corriente eléctrica; su unidad de medida es el ohmio; y se trata de una
resistencia hecha de alambre.
Matemáticamente se encuentra con la expresión:
R = (ρ.L)/A
R: resistencia eléctrica (ohmios = Ω)
ρ: resistividad del material (Ω.m)
L: longitud del alambre (m)
A: área transversal del alambre (m2)
Problema resuelto de resistencia eléctrica
1. Determinar cuánto
valdrá la resistencia de una ducha eléctrica conformada por 10 espiras de 8cm
de diámetro, cuyo alambre de cobre tiene un diámetro de 4mm. La resistividad
del cobre vale 1,71*10-8 Ω.m
2. Al equipo de
jardineros encargado de cuidar una cancha de fútbol se les pide abonar el
césped, para lo cual pueden escoger entre los siguientes insumos:
La condición exigida es que el material utilizado debe ser
el de mayor resistividad eléctrica. De esta manera se minimizan accidentes por
rayos que puedan caer en la cancha.
Con base a esta información, ¿Qué insumo es la mejor opción
para abonar la cancha?
a . Melaza, urea
y carbonato de calcio
b . Humus de
lombriz
c . Hojas secas y
trituradas
MIRA LA RESOLUCIÓN A PARTIR DEL MINUTO 1
Voltaje
Es una magnitud física escalar que mide la diferencia de
potencial eléctrico entre dos puntos, que al estar conectados por un material
conductor produce un flujo de electrones.
Su unidad de medida es el voltio.
Un voltio es la diferencia de potencial existente entre dos
puntos de tal forma que, para llevarle a 1 coulomb de carga de un punto a otro,
se ha empleado 1 Joule de energía.
Ley de Ohm
Si una resistencia eléctrica se conecta a una fuente de
voltaje, por dicha resistencia empezará a atravesar corriente eléctrica. La ley
de Ohm manifiesta que dicha corriente es directamente proporcional al voltaje e
inversamente proporcional a la resistencia.
i = V/R ; Unidades: (voltio/Ω) = (Amperio)
Fuerza electromotriz (f.e.m.) (ξ)
Es el voltaje que tiene una batería en circuito abierto, es
decir cuando no atraviesa corriente eléctrica. El voltaje que entrega la
batería a un circuito es menor a la f.e.m., debido a una resistencia interna de
la propia batería; por lo tanto el voltaje que la batería entrega al circuito
es:
V = ξ – i.r
V: voltaje que la batería entrega al sistema
ξ: f.e.m.
i: corriente eléctrica
r: resistencia interna de la batería
R: resistencia del circuito
Deducción fórmula:
V = ξ – i.r
i.R = ξ – i.r
i.R + i.r = ξ
i(R+r) = ξ
i = ξ/(R+r)
Fuente de voltaje
Es todo dispositivo que genera una diferencia de potencial;
similar a una bomba de agua.
Potencia eléctrica
Es la rapidez con que se realiza un trabajo; es la energía
que consume una máquina o dispositivo eléctrico por cada unidad de tiempo.
P = E/t ; Unidades:
(J/s) = ( vatio o watt)
P: potencia eléctrica
E: energía eléctrica
t: tiempo
LEY DE JOULE
Joule descubrió que al pasar corriente eléctrica por una
resistencia, la potencia consumida en dicha resistencia es igual a:
P = i2.R
; su unidad de medida es el vatio o watt (w)
P = i.V
P: potencia
i: intensidad de corriente
R: resistencia
V: voltaje
VIDEO EXPLICATIVO, DEDUCCIÓN DE OTRAS FÓRMULAS RELACIONADAS
A LA LEY DE JOULE
Problemas y ejercicios resueltos Ley de Joule
(videos):
1.- El ingeniero de una empresa ha verificado que en una
bodega se encuentra una bomba de agua que necesita instalar en un proyecto
industrial, en el cual observan los datos:
Calcule el valor del voltaje en voltios, que necesita
suministrar la red a la bomba para que cumpla su función.
P = i.V
V = P/i
V = 900 w/ 5 A
V = 180 v
MIRA LA RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA HASTA EL MINUTO 1
2.- En el siguiente circuito determinar:
a. La corriente
eléctrica que atravesará por el circuito
b. La energía que
se consumirá en la resistencia en media hora.
3.- En un automóvil se usa un calentador de agua por
inmersión. Si la batería del carro es de 12 v ¿qué potencia y qué resistencia
deben tener uno de estos calentadores para subir 50°C de 0,2 litros de agua en
2 min? (capacidad calorífica del agua 1cal/(g.°C))
4.- La intensidad de corriente que circula por una
resistencia conectada a una fuente de 100V es de 1 Amperio. Suponiendo que toda
la energía disipada por la resistencia puede transferirse a un volumen de agua,
¿qué tiempo sería necesario para calentar 100cm3 de agua?
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