Física Departamento de Física Aplicada. Facultad Ciencias Químicas. U.C.L.M. CORRIENTE ELÉCTRICA

Física
Departamento de Física Aplicada.
Facultad Ciencias Químicas. U.C.L.M.
CORRIENTE ELÉCTRICA
1) Un cañón de electrones como el que se usa en los tubos de vacío de las televisiones
consiste en una pieza de metal que se calienta haciendo pasar por ella una corriente
grande. Al calentarse algunos de sus electrones tienen energía suficiente para abandonar
el metal, convirtiéndose en una fuente de electrones de poca energía (ver figura). Si
entre esta pieza de metal y una rejilla también metálica se establece una diferencia de
potencial, los electrones liberados se aceleran dirigiéndose hacia esta rejilla. Dentro del
tubo se hace vacío para que los electrones en movimiento no choquen con moléculas de
gas.
VR
VF
+
eee-
+
e-
ee-
d
a) Si la fuente de electrones esta constituida por un trozo de conductor cilíndrico
de 0.5mm de radio y 25cm de longitud de un material con una resistividad de 200
·cm, por el
que circulan 10A de corriente, determinar la resistencia del
conductor y la potencia que disipa.
b) Si esta fuente está separada d=10cm de la rejilla y existe entre ellos una ddp
VR = 50V, determinar la velocidad con que llegarán los electrones a la rejilla.
c) Uno de los electrones atraviesa la rejilla por uno de sus agujeros, entrando en
una zona de 20cm de largo en la que una ddp VF = 200V lo frena. Determinar la
distancia que recorre hasta detenerse.
Solución: R= 0.64; P=64W; v=4193 Km/s; s=5 cm.
2) Disponemos de bombillas antiguas diseñadas para ser conectadas a la antigua red de
125V, y queremos aprovecharlas en nuestra moderna instalación de 220V. ¿Cómo
podemos hacerlo?
3) Una estufa está formada por un arrollamiento de longitud L por el que pasa corriente
al conectarlo a la corriente. Si accidentalmente se estropea el arrollamiento y tenemos
que reducir su longitud a la mitad ¿cómo cambia la corriente que pasa por él? ¿De qué
manera varía la cantidad de calor que da?
Solución: La corriente se duplica y la potencia que disipa (calor que da) también.
4) Para los circuitos siguientes:
(a) Determinar la resistencia equivalente entre los puntos a y b
(b) Si la ddp entre a y b es 12V, hallar la corriente que circula por cada
resistencia.
Solución:
(a) Req = 4.5 ; I3=2.67 A, I6=0.67A, I2=2.0 A
(b) Req=4.1 , I6=1.43A, I4(superior)=0.86A, I2=0.57A, I4(inferior)=1.5A, I8=0.75A
5) En los circuitos siguientes determinar
(a) La corriente que circula por cada resistencia.
(b) La diferencia de potencial entre los puntos a y b
(c) La potencia suministrada por cada batería.
Solución:
1. I4=2/3 A, I3=8/9 A, I6=14/9 A, V=28/3 V, Pizq=8 W, Pdcha=32/3 W
2. Iizq=1/5 A, Icent= 2/5 A, Idcha=1/5A, V=2.4V, Pizq=3.6 W, Pcent=1.6W Pdcha= 0.4W
3. I3paral=2.13A, I4=0.678 A, I5=0.735A, I2=2.807A, I3serie=0.057A, P8=0.456W, P12=33W