LA POTENCIA Y LA ENERGÍA USADAS EN UNA LINTERNA

En la linterna de la figura de la página 13, la corriente es 0.40 A y el voltaje es 3.0 V. Halla (a) la potencia suministrada al foco y (b) la energía eléctrica disipada en el foco en 5.5 minu tos de funcionamiento. RazonamientoLa potencia eléctrica suministrada al foco es el producto de la corriente y el voltaje. Puesto «pie la potencia es energía por unidad de tiempo, la energía suministrada al foco es el producto de la potencia y el tiempo. Solución(a) La potencia es:P = IV = (0.40 A) (3.0 V) = |1.2 W|(b) La energía consumida en 5.5 minutos (330 s) se obtiene de la definición de potencia como energía por unidad de tiempo:

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Una tostadora está diseñada para funcionar con un voltaje de 120 V y una secadora de ropa está diseñada para funcionar con un voltaje de 240 V. Basándote solamente en esta información ¿qué dispositivo usa más potencia? (a) La tostadora, (b) La secadora, (c) La información dada es insuficiente para responder.

Cuando se enciende un foco incandescente, se aplica un voltaje constante al filamento de wolframio, que se pone incandescente. El coeficiente de temperatura de la resistividad para el wolframio es un número positivo. ¿Qué sucede con la potencia suministrada al foco a medida que el filamento se calienta? (a) Disminuye, (b) Aumenta, (c) Permanece constante.

El dibujo muestra un circuito que incluye una tira bimetálica (hecha de latón y acero; con una resistencia de cable calefactor enrollado a su alrededor. Inicialmente, cuando el interruptor está cerrado, aparece una corriente en el circuito debido al flujo de cargas a través del cable calefactor (que se calienta), la propia tira, el punto de contacto y el foco. Como respuesta, se ilumina el foco. Mientras el interruptor permanece cerrado, el foco ¿(a) continúa brillando, (b) se apaga permanentemente o (c) se enciende y se apaga

UN CIRCUITO EN SERIESupón que las resistencias de la figura anterior son R1 = 47 X y R, = 86 X y el voltaje de la. Batería es 24 V. Determina la resistencia equivalente de las dos resistencias y la corriente en el circuito. RAZONAMIENTOLas dos resistencias están conectadas en serie, puesto que hay la misma corriente a través de cada una. La resistencia equivalente R5 del circuito en serie es la suma de las resistencias individuales, así que R5 = R1 + R2, La corriente I puede obtenerse de la ley de Ohm como el voltaje V dividido por la resistencia equivalente: SOLUCIÓNLa resistencia equivalente es:

La corriente en el circuito es:

PROBLEMAS DE CONCEPTOS MÚLTIPLESPOTENCIA SUMINISTRADA A UN CIRCUITO EN SERIEUna resistencia de 6.00 Q y otra de 3.00 Q están conectadas en serie con una batería de 12.0 V, como indica la figura. Suponiendo que la batería no contribuye con ninguna resistencia al circuito, halla la potencia suministrada a cada una de las resistencias.

RAZONAMIENTOLa potencia P suministrada a cada resistencia es el producto de la corriente al cuadrado (P) y la resistencia correspondiente R, o P = PR. Las resistencias son conocidas, y se puede usar la ley de Ohm para hallar la corriente. La ley de Ohm indica que la corriente en el circuito (que es también la corriente a través de cada resistencia) es igual al voltaje V de la batería dividido por la resistencia equivalente R5 de las dos resistencias: I = V/R5. Puesto que las resistencias están conectadas en serie, podemos 120v 12-°v

Obtener la resistencia equivalente sumando las dos resistencias.

DATOS E INCÓGNITASLos datos paia este problema son:

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Potencia La potencia P1 suministrada a la resistencia de 6.00 SI está dada por P, = PR1, donde I es la corriente a través de la resistencia y R1 es la resistencia. En esta expresión, R1 un valor conocido y la corriente I será determinada en el paso 2.

Ley de Ohm La corriente / en el circuito depende del voltaje V de la batería y la resistencia equivalente R1 de las dos resistencias en serie. Esta dependencia está dada por la ley de Ohm como:

Este resultado para la corriente puede sustituirse en la ecuación, como se indica a la derecha. Date cuenta que el voltaje está dado en la tabla. En el paso 3 calcularemos la resistencia equivalente de las resistencias individuales R1, y R2.

Resistencia equivalente Como las dos resistencias están conectadas en serie, la resistencia equivalente R5 es la suma de las dos resistencias:

Las resistencias R1, y R2 son conocidas. Sustituimos esta expresión para Rs en la ecuación, cono se muestra en la columna derecha.

Descripción Símbolo ValorResistencia de 6.00 SI R1 6.00 QResistencia de 3.00 SI R2 3.00 QVoltaje de la batería v 12.00 VVariables desconocidasPotencia suministrada a la resistencia de 6.00 SI

P1 ¿?

Potencia suministrada a la resistencia de 3.00 SI

P2 ¿?

SOLUCIÓN

Combinando algebraicamente los resultados de cada paso, obtenemos

La potencia suministrada a la resistencia de 6.00 Q es:

De forma similar, puede mostrarse que la potencia suministrada a la resistencia de 3.00 SI es:

En el ejemplo de a potencia total enviada a los residencias es P = 10.7 W + 5.3 W = 16.0 W.Alternativamente, la potencia total podría haberse obtenido usando el voltaje en las dos resistencias (El voltaje de la batería) y la resistencia equivalente R5:

En general, la potencia total suministrada a cualquier número de resistencias en serie es igual la potencia suministrada a la resistencia equivalente.