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Problemas de corriente eléctrica (GIE)

De Laplace

Contenido

1 Velocidad de arrastre en un hilo de plata

Halle la velocidad de arrastre de los electrones en un cable de plata de 0.5 mm² de sección por el cual circula una corriente de 100 mA.

2 Cable bimetálico

Entre los distintos tipos de cable empleados en la industria, se encuentra el de aluminio revestido de cobre. Está formado por un núcleo de aluminio de radio a (suponga a=2\,\mathrm{mm}), rodeado por una capa de cobre, de radio exterior b (sea b= 3\,\mathrm{mm}).

  1. Calcule la resistencia de cable de esta clase de longitud h=10\,\mathrm{km}.
  2. Determine la corriente que circula por cada metal cuando se aplica una diferencia de potencial V_0=100\,\mathrm{V} al cable anterior.
Image:cableconnucleo.gif

3 Resistividad dependiente de la posición

Tras una rotura de un cable de cobre (de resistividad r1) de sección S y gran longitud, se procede a unir los dos pedazos mediante una soldadura. Como consecuencia de la presencia de óxido la resistividad

del cable aumenta hasta un valor r2 en una región alrededor del punto de contacto, pudiéndose describir matemáticamente según la ley

r(x) = r_1 + \frac{r_2-r_1}{1+(x/a)^2}
  1. Calcule el aumento de la resistencia total del cable. Aplíquese al caso S=1\,\mathrm{mm}^2, r_1= 1.7\times 10^{-8}\,\Omega{\cdot}\mathrm{m}, r_2=1.1\times 10^{-6}\,\Omega{\cdot}\mathrm{m}, a=2\,\mathrm{mm}.
  2. Si la potencia máxima por unidad de volumen que soporta el hilo antes de fundirse es p=700\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^3, determine la intensidad de corriente máxima que puede circular por el cable antes de la soldadura y después de ella.

4 Paso de un pulso de corriente

Por un hilo rectilíneo de gran longitud y resistencia eléctrica R1 circula una corriente variable en el tiempo, tal que su valor es

I_1(t) = \begin{cases}I_0t(T-t)/T^2 & 0 < t < T \\ 0 & t<0\ \mathrm{o}\ t>T\end{cases}
  1. Halle la carga que pasa por un punto del hilo entre t\to -\infty y t\to\infty.
  2. Calcule la energía disipada en el cable en el mismo tiempo.

5 Asociación de dos bombillas en serie

Se colocan en serie dos bombillas de potencias nominales 100 W y 60 W y se conectan a la red. Si la potencia radiada es proporcional a la potencia consumida, ¿cuál de las dos bombillas darán más luz? ¿En qué proporción?

Obtenido de "http://tesla.us.es/wiki/index.php/Problemas_de_corriente_el%C3%A9ctrica_(GIE)"

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