Preguntas Conceptuales
10.1 Fuerza electromotriz
¿Qué efecto tendrá la resistencia interna de una batería recargable en la energía que se utiliza para recargarla?
Una batería con una resistencia interna de r y una emf de 10,00 V se conecta a un resistor de carga . A medida que la batería envejece, la resistencia interna se triplica. ¿Cuánto se reduce la corriente a través del resistor de carga?
Demuestre que la potencia disipada por el resistor de carga es máxima cuando la resistencia del resistor de carga es igual a la resistencia interna de la batería.
10.2 Resistores en serie y en paralelo
Se produce un voltaje a través de un interruptor abierto. ¿Cuál es la potencia disipada por el interruptor abierto?
La gravedad de una descarga depende de la magnitud de la corriente que atraviesa su cuerpo. ¿Preferiría estar en serie o en paralelo con una resistencia, como el elemento de calentamiento de una tostadora, si recibiera una descarga eléctrica? Explique.
Suponga que está trabajando en un laboratorio de física en el que le piden que ponga un resistor en un circuito, pero todos los resistores suministrados tienen una resistencia mayor que el valor solicitado. ¿Cómo conectaría las resistencias disponibles para intentar conseguir el valor más pequeño que se pide?
Algunas bombillas tienen tres niveles de potencia (sin incluir el cero), obtenidos a partir de múltiples filamentos que se conmutan individualmente y se conectan en paralelo. ¿Cuál es el número mínimo de filamentos necesarios para tres ajustes de potencia?
10.3 Reglas de Kirchhoff
¿Todas las corrientes que entran en el nodo que se muestra a continuación pueden ser positivas? Explique.
Considere el circuito que se muestra a continuación. ¿El análisis del circuito requiere el método de Kirchhoff o se puede rediseñar para simplificar el circuito? Si se trata de un circuito de conexiones en serie y en paralelo, ¿cuál es la resistencia equivalente?
¿Las baterías en un circuito siempre suministran potencia a un circuito o pueden absorber la energía en él? Dé un ejemplo.
Los camiones semirremolque utilizan cuatro grandes baterías de 12 V. El sistema de arranque requiere 24 V, mientras que el funcionamiento normal de los demás componentes eléctricos del camión utiliza 12 V. ¿Cómo podrían conectarse las cuatro baterías para producir 24 V? ¿Para producir 12 V? ¿Por qué es mejor 24 V que 12 V para arrancar el motor del camión (una carga muy pesada)?
10.4 Instrumentos de medición eléctrica
¿Cuál es el funcionamiento básico de un óhmetro al medir un resistor?
¿Por qué no se debe conectar un amperímetro directamente a una fuente de voltaje como se muestra a continuación?
10.5 Circuitos RC
Una batería, un interruptor, un condensador y una lámpara están conectados en serie. Describa lo que le ocurre a la lámpara cuando se cierra el interruptor.
Cuando se realiza una medición de electrocardiograma (ECG), es importante medir las variaciones de voltaje en pequeños intervalos de tiempo. El tiempo está limitado por la constante RC del circuito: no es posible medir variaciones de tiempo más cortas que la RC. ¿Cómo manipularía R y C en el circuito para permitir las mediciones necesarias?
10.6 Cableado doméstico y seguridad eléctrica
¿Por qué un cortocircuito no es necesariamente un riesgo de choque?
A menudo se nos aconseja no pulsar los interruptores eléctricos con las manos mojadas, séquese primero la mano. También se aconseja no echar nunca agua a un fuego eléctrico. ¿Por qué?