Aprende Fisica con ejercicios y problemas resueltos para escolares , preparatoria y universitarios

ELECTRODINÁMICA PROBLEMAS RESUELTOS TIPO EXAMEN DE INGRESO A LA UNIVERSIDAD













1. Si por un alambre conductor circula una corriente de intensidad 16 mA, determine el número de electrones que atraviesan la sección transversal del conductor en 0,1s.

A) 1014     B) 1015       C) 1016  
D) 1017   E) 1018

RESOLUCIÓN


n = 1016
Rpta. C

2. Si 100 m de  alambre, de sección transversal 5 mm2 tiene una resistencia eléctrica de 0,34 Ω. Determine de que material está hecho el alambre, si se conoce la siguiente tabla.

Material   (Ω.m) a 20 ºC

Plata 1,6x10-8
Cobre 1,7x10-8
Aluminio 2,8x10-8
Hierro 10x10-8
Plomo 22x10-8

    A) plata         B) cobre      C) aluminio
  D) hierro        E) plomo


RESOLUCIÓN
Ley de Poulliet

De la tabla se observa que se trata de cobre
Rpta. B

3. En la figura se muestra una pastilla de grafito. Si lo conectamos a través de un circuito a través de los terminales 1 y 2, se determina una resistencia de 72 , ¿Cuánto será su resistencia eléctrica al conectarlo entre los terminales 3 y 4?



A) 1 Ω B) 2 Ω         C) 3Ω
D) 5 Ω     E)10 Ω

RESOLUCIÓN
* Terminales 1 y 2

 = 24 a


* Terminales 3 y 4

R = 2

Rpta. B

4. En la  gráfica se describe el voltaje en función de la intensidad de corriente que afecta a los resistores óhmicos. Además, en el circuito mostrado la batería es ideal y tiene una diferencia de potencial de 12 V entre sus terminales. Determine la intensidad de corriente que circula por  “R2”?

    A) 9 A     B) 12 A     C) 16 A  
    D) 24 A     E) 32 A


RESOLUCIÓN


* R1 = tg


*  = 53º
Como:    =  + 16º
53º=  + 16
    = 37º

* R2 = tg
R2 = tg37º
R2

Ley de Ohm
Vab = I2R2

I2 = 16A
Rpta. C

5. En el circuito resistivo mostrado en la figura, “RV” es una resistencia variable. Determine las resistencias fijas R1 y R2. La gráfica muestra la variación de la intensidad de corriente en función de la resistencia variable RV.

A) 1 Ω, 1 Ω     B) 2 Ω, 2 Ω    
C) 1 Ω, 2 Ω D) 2 Ω, 1 Ω    
E) 4 Ω, 1 Ω

RESOLUCIÓN
Del gráfico:
I1 = 5A cuando RV = 0
I1 = 3A cuando RV = 



* 2da. Regla de Kirchoff
(malla ABEFA)
voltajes = 0
V(1) + V(0) +  +V(15V) = 0
5(1) 5(0) 5(R2) + 15 = 0
 5  0  5 R2 + 15 = 0
5R2 = 10

R2 = 2


* 2da Regla de Kirchoff
(Malla ABCDEFA)
voltajes = 0
V(1) +  +V(15V) = 0
3(1) 3(R1) 3(R2) + 15 = 0
 3  3(R1)  3(2) + 15 = 0
 3  6 + 15 = 3R1

R1 = 2
Rpta. B

6. Un alambre de 1000 m de longitud y resistividad 5.10–6 Ω.m está conectado a un voltaje de 100 V ¿Cuál debe ser el área de su sección recta transversal si queremos que circule una corriente de 2A  por el alambre?

A) 0,2 cm2  B) 0,5 cm2   C) 1 cm2
D) 2 cm2     E) 5 cm2

RESOLUCIÓN
Ley de Ohm: Vab = IR
Ley de Poulliet: R =
Luego:


A =

A = 1 cm²
Rpta. C

7. Cuando el cursor se coloca en “P”, el amperímetro ideal indica 3 A y cuando se coloca en “M” indica 1 A. Determine cuánto indicará el amperímetro al colocar el cursor en “Q”.

A) 0,5 A     B) 1 A C) 1,5 A  
D) 3 A     E) 4,5 A

RESOLUCIÓN

*
2R =
R =

*
R + 2R = x(R + R)
3R = x(2R)
x = 1,5A
Rpta. C

8. En la asociación de resistores, mostrados en la figura, calcule la resistencia equivalente entre “A” y “B”.

A) 2 Ω      B) 5 Ω              C) 6 Ω  
D) 8 Ω      E) 10 Ω


RESOLUCIÓN

* La resistencia de 1 esta en cortocircuito porque sale y regresa al mismo punto.

ReqAB = 2 + 1 + 2
ReqAB = 5
Rpta. B

9. En la figura se muestra una rama que es parte de un circuito eléctrico. El potencial en el punto “A” es 10V, determine el potencial en el punto “B”.



A) 25 V     B) -25 V    C) 15 V  
D) -15 V   E) 10 V

RESOLUCIÓN


Vo + (voltajes) = Vf
VA + {V(2)+V(20V)+V(3)+V(5V)} = VB
VA + {2(2)+202(3)5} = VB
10 + {4 + 20  6  5} = VB
10 + 5 = VB
VB = 15V
Rpta. C

10. La  figura nos muestra una rama de un circuito complejo. Determine la diferencia de potencial (VX – VY), si se sabe que la diferencia de potencial  (VA – VB)  = 3 V.


A) 38 V     B) 50 V   C) 67 V  
D) 87 V   E) 100 V

RESOLUCIÓN


* En la Rama AB

VA VB + {17I(5)} = 0
3 + 17  I(5) = 0
I = 4A



* En la Rama xy
 Vx + {4(4)+124(10)+174(5) 20}=Vy
Vx + {16+1240+172020} = Vy
Vx + {67}= Vy
Vx  Vy = 67
Rpta. C

11. En el circuito eléctrico mostrado en la figura, determine las intensidades de corriente que circula por la fuente de voltaje y por la resistencia de 4  .




    A) 5 A, 15A               B) 15 A, 5A      
    C) 5 A, 5 A                D) 15 A, 15A    
    E) 10 A, 10A

RESOLUCIÓN



* Ley de Ohm
Vab = 20 = I1(2) = I2(4)

I1 = 10A I2 = 5A

* 1ra. Regla de Kirchoff
I = I1 + I2
I = 10 + 5
I = 15A

* Por la fuente de voltaje circula
I = 15 A
* Por la resistencia de 4  circula
I2 = 5A

Rpta. B
12. En el circuito eléctrico mostrado en la figura, calcule la lectura del amperímetro ideal y la corriente que pasa por la resistencia de 3 .

A) 2 A , 4/3 A           B) 2 A , 2/3 A  
C) 2 A, 2 A               D) 4/3 A , 2 A  
E) 2/3 A, 2A


RESOLUCIÓN

* Vbe = Vcd
I1(3) = I2(6)
I1 = 2I2

* 1ra. Regla de Kirchoff
“En el nudo b”
I = I1 + I2
I = 2I2  + I2



* 2da. Regla de Kirchoff
voltajes = 0 {malla abefa}
V(6V) + V(3) + V(2V) + V(2) = 0
 6 + I1(3)  2 + I(2) = 0

8 + 4 I = 0

I = 2A

La lectura del amperímetro ideal es 2A
* La corriente que pasa por la resistencia de 3 es

Rpta. A

13. En el circuito eléctrico mostrado en la figura, ¿Cuál es la lectura del voltímetro ideal?


 A) 0 V   B) 0,5 V      C) 1 V  
 D) 2 V   E) 3 V
RESOLUCIÓN

Vab = I1(2+4) = I2(3)
3 = I1(6) = I2(3)

I1 = 0,5 A I2 = 1A


* El voltímetro ideal (Ri = ) me indica la diferencia de potencial entre a y c.
Vac = (0,5)(2)
Vac = 1V
Rpta. C

14. En el circuito eléctrico que se muestra en la figura, se conoce que el voltímetro ideal indica 20 V. Determine la lectura del amperímetro ideal.
       A) 3 A     B) 5 A        C) 7 A  
       D) 9 A     E) 11 A

RESOLUCIÓN


* El voltímetro ideal me indica la diferencia de potencial entre a y b
Vab = I1(20) = I2(5)
20 = I1(20) = I2(5)


I1 = 1 A I2 = 4A

* El amperímetro ideal me indica:
2A + 4A + 1A = 7A
Rpta. C

15. En la figura se muestra parte de un circuito. Si el voltímetro ideal marca 41 voltios, determine la resistencia interna del amperímetro, si este indica 2 amperios.
     
A) 0,25 Ω B) 0,5 Ω
C) 1 Ω     D) 1,5 Ω
        E) 2 Ω

RESOLUCIÓN


Condición:
Vab = 2(20 + Ri)
41 = 2(20 + Ri)
Ri = 0,5
Rpta. B

16. El circuito mostrado en la figura se denomina puente Wheastone. Determine la lectura del voltímetro ideal.

A) 8 V   B) 16 V   C) 24 V  
D) 32 V   E) 48 V

RESOLUCIÓN
Los puntos A y B se pueden cortocircuitar o unir en uno solo. Pero también la rama AB puede quedar abierta (I = 0)

Cuando el puente esta equilibrado eléctricamente se cumple:
(6) (4) = (2) (12)

VPQ = IR
24 = I(18)


* El voltímetro ideal (Ri = ) me indica la diferencia de potencial entre los puntos “B” y “Q”

Ley de Ohm
VBQ = (3I)(4)
VBQ =
VBQ = 16V
Rpta. B


17. En el circuito mostrado en la figura, determine la potencia que entrega la fuente de 30 V, y la potencia y el calor disipado por la resistencia de 4  durante 5 minutos.

A) 200 W,  420 W,  30 kJ  
B) 420 W,  200 W,  60 kJ
C) 100 W,  210 W,  30 kJ
D) 210 W,  100 W,  30 kJ
E) 105 W,    50 W,  30 k

RESOLUCIÓN

* Para la fuente de 30 V
P = IV
P = (7)(30)
Pentrega la fuente de 30V = 210 watt

* Para la resistencia de 4
P = I²R
P = (5)²(4)
P = 100 watt
La potencia disipada por la resistencia de 4 es 100 watt

* Q = I²Rt
Q = (5)²(4)(300)
Q = 100(300)
Q = 30 kJ

El calor disipado por la resistencia de 4 durante 5 minutos es 30 kJ.
Rpta. D


18. Un hervidor eléctrico cuya resistencia es 800 , se conecta a una fuente de     200 V. Determine el tiempo que se necesita para que 0,5 litros de agua eleve su temperatura en 24 ºC. (1J=0,24cal)

A) 10 s    B) 50s             C) 100 s  
D) 200 s  E) 1 000 s

RESOLUCIÓN


* Ley de OHM
Vab = IR
200V = I(800)
I = 0,25 A

* Q = Cemt
I²Rt = CemT
Rpta. E


19. Una bombilla eléctrica presenta la siguiente especificación técnica:               50 W – 100 V. Determine la potencia eléctrica que disipará la bombilla cuando la conectemos a una fuente de 20V.

A) 1 W     B) 2 W     C) 3 W    
D) 4 W     E) 5 W

RESOLUCIÓN
* 500w   100 V
P =
R =

R = 200

* Luego:

P = I²R
P =
P = 2 watt
Rpta. B

20. ¿Cuál es el costo mensual de energía que origina un televisor a color de 150 W al  tenerlo encendido durante 5 h diarias? (cada kw.h cuesta S/. 0,30)

A) S/. 7,25     B) S/. 5,75  
C) S/. 4,75   D) S/. 6,75        
E) S/. 7,50



RESOLUCIÓN
Recuerde:


Energía = Pt

* En 1 día
Energía = (150W)(5h)
Energía = 750 wh

* En 1 mes (de 30 días)
Energía = 30 (750 wh)
Energía = 22,5 kwh
Energía =
Energia = S/. 6,75