Guia Cargas Electricas Y Circuitos

Fundación Educacional Colegio San Marcos Departamento de Ciencias Departamento de Física

Profesores del nivel: Srta. Roxana Chico Sr. Gabriel Santibáñez.

GUÍA DE EJERCICIOS FÍSICA SEGUNDO MEDIO I SEMESTRE 2005

“CARGA ELECTRICA”

INTRODUCCION: La electricidad, en una u otra forma, subyace a casi todo lo que nos rodea. Se encuentra en los relámpagos; se encuentra en la chispa que salta bajo nuestros pies al caminar arrastrándolos sobre una alfombra; y la electricidad es lo que mantiene unidos a los átomos para formar moléculas. Nuestro dominio de la electricidad se hace patente en varias clases de dispositivos tecnológicos, desde las ampolletas hasta los computadores. En esta era tecnológica es importante saber cómo podemos emplear los fundamentos de la electricidad a fin de proporcionar a las personas un bienestar inimaginable hasta fechas recientes. Esta unidad esta dedicada a la electrostática, o sea, a la electricidad en reposo. La electrostática tiene que ver con cargas eléctricas, las fuerzas que se ejercen entre ellas y su comportamiento en el interior de los materiales. Para entender la electricidad es preciso avanzar gradualmente ya que un concepto es fundamento sobre el que se construye otro, y así sucesivamente. El concepto de carga eléctrica y la comprensión de las características de las fuerzas entre cargas permitirá construir las nociones de campo eléctrico, potencial y diferencia de potencial, corriente eléctrica, etc., temas que trataremos en las próximas unidades.

HOJA DE EJERCICIOS 1.- Explique claramente los métodos para cargar eléctricamente un cuerpo

2. a)

Una varilla de vidrio cargada positivamente atrae un objeto suspendido. ¿Podemos concluir que el objeto está cargado negativamente?.

b) Una barra de vidrio cargada positivamente repele un objeto colgado. ¿Podemos deducir que el objeto está cargado positivamente?

3.- Es posible electrizar positivamente un cuerpo sin que simultáneamente otro cuerpo se electrice negativamente ¿Por qué?

4. Una varilla cargada atrae pedacitos de corcho seco, los cuales, después de tocar la varilla, a menudo saltan disparados violentamente por ella. Explique lo que ocurre.

5. Mencione los factores que influyen en una interacción eléctrica (fuerza eléctrica).

6. Calcule la fuerza de repulsión entre dos cargas iguales de 10-6 C distantes entre si 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm. Haga un gráfico F en función de d.

7. Dos pequeñas esferas cargadas se repelen entre sí con una fuerza de 0,090 N cuando están separadas 10 cm. a) Si se desea que la fuerza se duplique, ¿a qué distancia se deben colocar las cargas? a) ¿Cuál sería la fuerza de repulsión si se separan en una distancia de 30 cm?

8. Determine la fuerza de atracción de Coulomb que ejerce un núcleo de helio sobre un electrón en una órbita cuyo radio es 1 angstrom.

9. Una carga puntual de 3 x 10-6 C se coloca a 12 cm de una segunda carga puntual de 1,5 x 10-6 C. Calcular la magnitud fuerza eléctrica entre las cargas.

-

10.- Qué entiende por los siguientes conceptos: a) Intensidad de corriente: _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ b) Diferencia de potencial o voltaje: _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ c) Resistencia: _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 11.- ¿De que factores depende la resistencia de un material?, dibuje un esquema.

12.- Por un conductor circulan 4 Coul en 2 seg. Calcular la intensidad de corriente.

13.- El haz de electrones de una pantalla de televisión tiene una intensidad de 0,15 A. a) b)

¿Qué carga llega a la pantalla en un minuto? Si un Coul = 6,25 x 1018 electrones. Calcular el número de electrones que llegan en 1 min.

14.- Por un conductor circula una corriente (sinónimo de intensidad) de 2 A y en sus extremos hay una d.d.p. (o voltaje) de 40 Volt. Calcular: a) La carga que circula en 4 min. b) La resistencia del conductor.

15.- Defina el concepto de potencia eléctrica, mencione un ejemplo y utilice su ecuación para calcular la potencia de un artefacto electrico de tu hogar.

16.- En los siguientes problemas calcular: a) b) c) d)

RT IT VAB i5 (intensidad en R5)

Las resistencias tienen los siguientes valores: R1 = 10 Ohm R2 = 20 Ohm R3 = 30 Ohm R4 = 40 Ohm R5 = 50 Ohm

R6 = 60 Ohm R7 = 70 Ohm R8 = 80 Ohm V = 120 Volt R9 = 90 Ohm R10 = 100 Ohm R11 = 4 Ohm

a.R1 A R1 R3 V R5 B R5

b.A R2

R4

R4

R2

V R8

R5

B R8 c.A R8 R2 R4

R6

V R6

R6 R6 B R6

d.R4

A

R8 R4 R8

R11 = 4 Ω

V R4

R6

R8 R8 B R10 R6 Respuestas: 1.- Frotación, contacto, inducción. 2.- a) No, sólo podemos decir que existe una interacción eléctrica entre los cuerpos. b) Si, debido a que los cuerpos experimentan una fuerza de repulsión. 3.- No, 4.- Inicialmente los pedacitos de corcho están neutros y acercar la varilla cargada, existe una interacción eléctrica entre la varilla y los pedacitos de corcho. Cuando saltan se debe a que se cargan por contacto y luego se repele con la varilla debido a que tiene la misma carga eléctrica.

5.- Deben existir dos cargas puntuales que deben estar separadas una distancia d, entonces podemos afirmar que existe una interacción eléctrica entre los cuerpos, la cual queda expresada en términos de la ley de Coulomb:

F=

kq1q2 (N) d2 Interacción eléctrica

6.-

d = 1 cm, F = 90 N. d = 2 cm, F = 22,5 N. d = 3 cm, F = 10 N. d = 4 cm, F = 5,625 N. d = 5 cm, F = 3,6 N.

7.- a) 0,07 m. b) 0,01 N. 8.- 2,304x10-8 N. 9.- 2,81 N. 12.- 2 A. 13.- a) 9 C. b) 5,625x1019 e. 14.- a) 480 C. b) 20 Ohm. 16.- a a) 60 Ohm b) 2 A. c) 60 V. d) 1 A. b a) 120 Ohm. b) 1 A. c) 10 V. d) 1 A. c a) 120 Ohm. b) 1 A. c) 24 V. d) No existe. d a) 240 Ohm. b) 0,5 A. c) 14 V. d) No existe.

25 20 15 F (N) 10 5 0 0

0,02

0,04 d (m )

0,06