Ejercicios De Corriente Electrica

Ejercicios de corriente electrica
1 . -Sobre un resistor de 10 ohms se mantiene una corriente de 5 A durante 4 minutos. ¿Cuántos coulomb y cuantos electrones pasan a través de la sección transversaldel resistor durante ese tiempo.

Solución
Tenemos:

Recuerde que:

donde tenemos

Así:



2.-E n una resistencia de 12 Ω la corriente aumenta de 1 A a 2 A en un intervalo  de tiempo de 2s. ¿Cuál esla energía térmica generada en ese intervalo?

Solución
Como la corriente varia linealmente, tenemos:

por lo tanto

Así  la energía disipada es:



3.- En el modelo de Bohr del átomo de hidrogeno, unelectrón gira en una órbita circular de radio r=5,3x10-11m alrededor del núcleo.
a.- halle la velocidad del electrón.
b.- ¿Cuál es la corriente efectiva asociada al electrón?
Solución
a.-Aplicando lasegunda ley de Newton, tenemos:

Despejando obtenemos:


b.- El tiempo empleado en dar una vuelta completa es  y la corriente es:


.Recuerde: m = 9,1x10-31kg y e=1,6x10-19C.
4..Suponga un cable dediámetro 1,02 mm, que se conecta a un bombillo de 100W a la red de alimentación de 120 voltios.
a.-Calcule la densidad de corriente en el cable.
b.-Calcule la velocidad de arrastre de los electrones.c.->Demuestre que el tiempo que le tomaría a un electrón trasladarse en un cable de 5m de largo es de varias horas.
d.- Siendo tan pequeña la velocidad de arrastre de los electrones .¿Porque unbombillo se enciende casi al instante de accionar el interruptor?
Solución
a.- La corriente en el alambre es:

Si el área

La densidad de corriente es:


 
b.-En el cobre existe un electrón de conducción porcada átomo, luego el numero n de electrones por unidad de volumen es igual al número de átomo  por unidad de volumen. Si ρ es la densidad del cobre, M su masa molecular y NA el número de Avogadroentonces:


Despejando n obtenemos:

Así la velocidad de arrastre es:


Recuerde que para el cobre tenemos  la masa molecular M=63,5x10-3kg/mol y la densidad ρ=8,92x103kg/m3.

c.- Para recorrer una...