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152 Capítmlo 33 Circuitos de corriente continua 7. 10. 11. n. 13. 14. 15. 16. 17 18. 19. ¿Cómo podría calcularse V,, en la figura 3a siguiendo una trayectoria de a a b que no esté en el circuito conductor? Unfoco de 25 W y 120 V alumbra con la brillantez normal cuando se conecta a un banco de baterías. Un foco de 500 W y 120 V alumbra sólo débilmente cuando se conec- ta al mismo banco. ¿Cómo pudo suceder esto? ¿En qué circunstancias puede la diferencia potencial ter- minal de una batería ser mayor que su fem? Los automóviles emplean generalmente un sistema eléc- trico de 12 Y. Hace años sé empleaba un sistema de 6 V. ¿Pot qué el cambio? ¿Por qué no 24 V? La regla del circuito cerrado se basa en el principio de la conservación de la energía; la regla del nodo se basa en el principio de la conservación de la carga. Explique preci- samente cómo se basan reglas en dichos principios. ¿En qué circunstancias desearía conectar baterías en para- lelo? ¿Y en setie? Compare y contraste las fórmulas de los valores equiva- lentes de combinaciones en serie y en paralelo de (a) capacitores y (b) resistores. ¿En qué condiciones desearía usted conectar resistores en paralelo? ¿Y en serie? ¿Cuál es la diferencia entre una fem y una diferencia de potencial? Refiriéndose a la figura 9, use un argumento cualitativo para convencerse de que i, tiene una dirección incorrecta. Dé su opinión de por qué la resistencia de un ampetríme- tro debe ser muy pequeña mientras que la de un voltimetro debe ser muy grande. ¿Se aplican las reglas del nodo y del circuito cerrado a un circuito que contenga un capacitor? Demuestre que el producto RC en las ecuaciones 31 y 32 tiene las dimensiones de tiempo, es decis, que 1 segundo = 1 ohm x 1 farad. 20. 21. 22. 23, 24, 25, 26. 27. Un capacitor, un resistor y una batería están conectados en serie. La carga que almacena el capacitor no es afectada por la resistencia del resistor. ¿Cuál es, entonces, el pro- pósito del resistor? Explique por qué, en el problema muestra 8, la energía cae a la mitad de su valor inicial más rápidamente de lo que lo hace la carga. El destello de luz en una cámara fotográfica se produce por la descarga de un capacitor a través de la lámpara. ¿Por qué no simplemente conectamos la lámpara de destello directamente a la fuente de alimentación usada para cargar el capacitor? ¿El tiempo necesario para cargar un capacitor en un cir- cuito RC con el fin de autnentarlo a una fracción dada de su valor final depende del valor de la fem aplicada? ¿Depende de la fem aplicada el tiempo necesario para que la carga cambie en determinada cantidad? Un capacitor se conecta a las terminales de una bate- ría. ¿La catga que va entrando a las placas del capaci- tor depende del valor de la resistencia interna de la batería? Tdee un método por el cual pueda usarse un circuito RC para medir resistencias muy grandes. En la figura 13, supóngase que el interruptor $ se conec- taaa. Explique por qué (en vista de que la terminal negativa de la batería no está conectada a la resistencia R) la corriente en R debería ser €/R, como lo predice la ecuación 32. En la figura 13, supóngase que el interruptor $ se conecta a a. ¿Por qué la carga del capacitor C no se eleva instan- táneamente a q » C6? Después de todo, la terminal posi- tiva de la batería está conectada a una placa del capacitor y la negativa a la otra. PROBLEMAS Sección 33-1 Fuerza electromotriz 1 E Se crea una corriente de 5.12 A en un circuito externo por medio de una batetía de 6.00 Y durante 5.75 min. ¿En cuánto se reduce la energía química de la batería? .. (4) ¿Cuánto trabajo efectúa una fuente de fem de 12.0 V sobre un electrón que pase de la terminal positiva a la negativa? (b) Si en cada segundo pasan 3,40 X 10'* eleo- trones, ¿cuál es la salida de potencia de la fuente? Cierta batería de 12 V de un automóvil tiene una carga inicial de 125 A + h. Si se supone que el potencial entre las terminales permanece constante hasta que la batería se descarga por completo, ¿cuánto tiempo puede entregar energía, a razón de 110 W? . La batería de una lámpara de mano normal puede entregar unos 2.0 W + h de energía antes de que se agote. (a) Si una batería cuesta 80 centavos, ¿cuál es el costo de operar una lámpara de 100 W durante 8.0 h usando baterías? (b) ¿Cuál es el costo si se emplea la energía suministrada por la compañía de luz, a razón de 12 centavos por kW - h? Sección 33-3 Diferencias de potencial 5. 6. 7. En la figura 16 el potencial en el punto P es de 100 V. ¿Cuál es el potencial en el punto Q? En la figura 17 se muestra esquemáticamente un medidor de gasolina para automóvil. El indicador (en el tablero) tiene una resistencia de 10 (Q, La unidad en el tanque es simplemente un flotador conectado a un reóstato que tiene una resistencia de 140 Q cuando el tanque esta vacío, 20 2 cuando está lleno, y varía linealmente con el volu- men de gasolina. Halle la corriente en el circuito cuando el tanque está (a) vacío, (b) medio lleno y (c) totalmen- te lleno, (a) En la figura 18, ¿qué valor debe tener R si se quiere que la corriente en el circuito sea de 50 mA? Considere 
