Page 456 - Fisica General Burbano

PROBLEMAS 469

eléctrica efectiva total es R =10 W. La resistencia de los conductores intensidad de la corriente proporcionada por la pila y el valor de la resis-
L
precisos para las conexiones es R =0,25 W. Calcular: 1) La resistencia tencia R, sabiendo que la resistencia interna de la batería es 1 W. 3) Su-
C
total del circuito. 2) La corriente que lo recorre. 3) La diferencia de po- mergimos la resistencia anterior R en agua contenida en un calorímetro
tencial en los bornes de la batería. 4) La diferencia de potencial en los cuya capacidad calorífica total equivale a 500 g de agua, siendo su tem-
terminales del conjunto de las lámparas. 5) La potencia disipada en el peratura inicial 15 °C. ¿Cuánto tiempo tardará en comenzar a hervir el
circuito exterior. 6) Potencia disipada en los conductores de conexión. agua? (c =1 cal · g –1 · °C – 1 ). 4) Se sustituye la resistencia anterior R
7) Potencia disipada en las lámparas. por un motor al que impedimos que gire; entonces el voltímetro marca
48. Determinar, en el circuito de la figura, la resistencia equivalente; la 80 V. Calcular la intensidad de la corriente proporcionada por la batería
indicación del galvanómetro (G); la intensidad en todos los hilos y las dife- y la resistencia del motor. 5) Si se deja girar al motor, el voltímetro mar-
rencias de potencial V , V , V CD y V . ca 110 V. ¿Qué intensidad recorre el circuito? ¿Cuánto vale la fuerza
AC
AB
DB
contraelectromotriz del motor? ¿Qué potencia desarrolla el motor?
56. Una dinamo, cuya tensión en los bornes es de 220 V, acciona
un motor situado a 1 km de distancia y cuya tensión en los bornes es de
190 V. 1) ¿Cuál debe ser la resistencia de la línea para que la dinamo
suministre 20 kW? 2) ¿Cuál debe ser la sección del hilo de línea, sabien-
do que es de cobre, de resistividad 1,6 ´10 – 6 W · cm? 3) ¿Cuál es la rela-
ción entre la potencia que recibe el motor y la que suministra la dinamo?
57. Una batería formada por 160 pilas iguales de FEM 1,5 V cada
una asociadas en serie, suministra corriente a un circuito formado por
un cable de resistencia despreciable y en el que hay un motor de resis-
tencia 12 W que produce, con un rendimiento del 80 %, una potencia
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de 0,5 CV. Calcular: 1) La intensidad de la corriente. 2) La resistencia
interna de cada una de las pilas que forman la batería. 3) La tensión en
bornes de la batería. 4) La potencia que produciría el motor si en el cir-
cuito se intercala en serie una resistencia de 100 W, y la tensión en bor-
Problema XX-48. Problema XX-62. nes que se obtendrá en la batería.
58. Una batería formada por 60 acumuladores es cargada utilizan-
49. Con seis conductores iguales de 2 W cada uno construimos un do una fuente de corriente continua de 115 V. La corriente de carga
tetraedro regular y conectamos a dos de sus vértices los polos de un debe ser de 2,5 A. Sabiendo que inicialmente la FEM de cada elemento
acumulador de e =1,5 V. La resistencia de los hilos de conexión y la in- es 1,2 V y la resistencia interna individual de 0,02 W, determinar la resis-
terior del acumulador las suponemos despreciables. Se pide calcular la in- tencia del reóstato que debe conectarse entre la fuente y la batería.
tensidad que pasa: 1) A través del acumulador. 2) A través de cada una 59. Con un motor se hace funcionar un montacargas, capaz de ele-
de las aristas del tetraedro. 3) La resistencia equivalente del conjunto. var un peso de 300 kg a 20 m de altura, con una velocidad constante de
50. Un motor eléctrico desarrolla una potencia de 220 W, con un 0,5 m/s, siendo el rendimiento de la instalación del 80 %. Calcular: 1) La
rendimiento de 0,8, cuando funciona sometido a una tensión de 110 V. potencia del motor. 2) El aumento de temperatura que experimentará
En estas condiciones calcular: 1) La intensidad de la corriente que atra- una mezcla de 1 kg de hielo y 2 kg de agua al comunicarle el calor equi-
viesa el motor. 2) La fuerza contraelectromotriz del motor. 3) La resis- valente a la energía mecánica, no empleada en trabajo útil en 100 as-
tencia interna del motor. censiones (c =80 cal · g ; c =1 cal · g – 1 · °C – 1 ). 3)Siendo la diferencia
– 1
f
51. Una bomba, cuyo caudal es de 120 l/min, eleva el agua a 6 m de potencial en los bornes del motor de 150 V y la intensidad de la co-
de altura. Esta bomba esta movida por un motor eléctrico de corriente rriente de 10 A, determinar su resistencia eléctrica. 4) Si no existiera re-
continua y la diferencia de potencial entre sus bornes es de 220 V. sistencia de arranque, calcular la intensidad de corriente inicial.
1) Calcular en kgm/s la potencia útil de la bomba (se despreciarán los 60. Se conecta a la red de distribución industrial (220 V) un motor
rozamientos y las pérdidas de carga). 2) Admitiendo que, como conse- de fuerza contraelectromotriz de 150 V y 15 W de resistencia interna me-
cuencia de los rozamientos el rendimiento del motor es 0,8, calcular la diante cables de conexión de 20 W. Para obtener una intensidad lo más
potencia del motor y la potencia absorbida por los rozamientos. 3) Si el homogénea posible para pequeñas variaciones del potencial de la red se
motor está atravesado por una corriente de 1 A, determina su fuerza dispone en paralelo con el motor una batería de condensadores de 100
contraelectromotriz y su resistencia interior. 4) Potencia suministrada mF de capacidad. Calcúlese la energía que acumula el condensador
por la red al motor y el rendimiento total de la instalación. cuando el circuito se encuentra en estado estacionario.
52. Un generador de corriente continua tiene una resistencia inter-
na de 1 W y una FEM de 100 V. Se conectan sus bornes simultáneamen- C) LEYES DE KIRCHHOFF
te a un voltímetro (R »¥) y a un motor. Cuando el motor gira en régi-
V
men normal el voltímetro marca 95 V, y cuando impedimos el giro del 61. Dos resistencias están montadas en derivación en un circuito
motor, el voltímetro indica 85 V. Calcular: 1) La resistencia del motor. cuya corriente principal es de 0,5 A. Una de las resistencias está en el in-
2) La fuerza contraelectromotriz del motor. 3) La potencia del motor. terior de un calorímetro, produciendo 288 cal en 10 min (1 J =0,24 cal).
53. Una dinamo tiene una fuerza electromotriz de 400 V y alimen- 1) Sabiendo que la intensidad de la corriente que pasa por la otra resis-
ta un motor cuya fuerza contraelectromotriz es de 300 V en régimen tencia es de 0,4 A, calcular el valor de la resistencia introducida en el ca-
normal de funcionamiento, estando unidos entre sí mediante conducto- lorímetro. 2) Calcular la resistencia equivalente a las dos montadas en
res, cuya resistencia total es de 5 W. Calcular: 1) La potencia del motor. derivación. 3) Calcular la FEM del generador capaz de mantener en el
2) El rendimiento de la instalación. 3) La diferencia de potencial en los circuito la intensidad de 0,5 A, siendo su resistencia interior de 1 W.
bornes de la dinamo y del motor. 4) La intensidad en el momento del 4) Si se sustituyen las dos resistencias en derivación por un conductor
arranque, sabiendo que las dos máquinas tienen una resistencia de 10 W cilíndrico de 32,805 g, calcular su longitud para que no se modifique su
cada una. intensidad. Resistividad del conductor, 1,8 ´ 10 – 6 W · cm; densidad del
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54. Un circuito está formado por cinco pilas en serie y un pequeño metal, 9 g /cm .
motor. Cada pila tiene una fuerza electromotriz de 2 V y una resistencia 62. En el circuito de la figura las seis pilas son iguales; V es un voltí-
interna de 0,6 W, el motor tiene una fuerza contraelectromotriz de 6 V y metro cuya resistencia es tan grande que se puede despreciar la intensi-
una resistencia de 4 W. Determinar: 1) Potencia eléctrica disipada en el dad que lo atraviesa; A es un amperímetro y B es un reóstato que nos
motor por efecto Joule. 2) Potencia eléctrica aprovechada mecánica- permite variar la intensidad. Cuando el amperímetro marca 1 A, el voltí-
mente. 3) Rendimiento del motor. 4) Se aplica un voltímetro en los metro marca 3 V, y cuando el amperímetro marca 2 A, el voltímetro
bornes del motor (R »¥). ¿Qué diferencia de potencial indica? marca 1,5 V. Calcular: 1) La fuerza electromotriz y la resistencia interna
V
55. 1) Un voltímetro de gran resistencia se conecta a los dos bor- del conjunto de las seis pilas. 2) La fuerza electromotriz y la resistencia
nes de una batería de acumuladores y marca 120 V. ¿Qué representa la interna de cada pila.
indicación de este aparato? 2) Se intercala entre los bornes de la batería 63. Una batería de pilas cuya FEM e =8 V y cuya resistencia inte-
anterior una resistencia R; ahora el voltímetro marca 100 V. Calcular la rior es despreciable, cerrada sobre un circuito constituido por una resis-