Ejercicios de voltaje

Acerca del proyecto

En este post vamos a realizar unos ejercicios relacionados con la voltaje eléctrico y la ley de coulomb para poder reforzar los conocimientos sobre estos dos temas.

Conocimiento previo

Para realizar este proyecto se requiere conocimiento previo de los siguientes temas, si aun no has trabajado con lo que se menciona en la siguiente tabla, allí están los links a los post para que puedas dar un repaso adicional o puedas recordar el conocimiento necesario para poder realizar este proyecto.

Ejercicios

A continuación vamos a resolver los siguiente ejercicios del libro de boylestad.[1]

Ejercicio 1

¿Cual es el voltaje entre dos puntos si se requiere 96mj de energía para mover $50x{10}^{18}$ electrones entre los dos puntos?

Solución

$$\begin{gathered} 50 x {10}^{18} electrones \left[\frac{1 C}{6.242 x {10}^{18} electrones}\right] = 8.01 C \\ V = \frac{W}{Q} = \frac{96 x {10}^{-3} J}{8.01 C} = 11.985 mV \end{gathered}$$

Ejercicio 2

Si la diferencia de potencial entre dos puntos es de 42v ¿cuanto trabajo se requiere para llevar 6C de un punto al otro?

Solución

$W =\hspace{0.17em}VQ = (42 V)(6 C) = 252 J$

Ejercicio 3

¿Cuanta carga pasa a través de una batería de 22.5V si la energía consumida es de 90J?

Solución

$Q = \frac{W}{V} =\hspace{0.17em}\frac{90 J}{22.5 V} = 4C$

Ejercicio 4

Una carga se encuentra fluyendo a través de un conductor a un ritmo de 420 C/min. Si 742J de energía eléctrica se conviene en calor en 30 S ¿cual es la caída de potencial a través del conductor?

Solución

$$\begin{gathered} Q =\hspace{0.17em}It = \left[\frac{420 C}{min}\right] (0.5 min) = 210 C \\ V = \frac{W}{Q} = \frac{742 J}{210 C} = 3.53 V \end{gathered}$$

Ejercicio 5

La diferencia de potencial entre dos puntos es un circuito eléctrico es de 24v. Si 0.4J de energía se disipan en un periodo de 5ms. ¿Cual seria la corriente entre los dos puntos?

Solución

$$\begin{gathered} Q =\hspace{0.17em}\frac{W}{V} = \frac{0.4 J}{24 V} = 0.0167 C \\ I = \frac{Q}{t} = \frac{0.0167 C}{5 x {10}^{-3} s} = 3.34 A \end{gathered}$$

Referencias

[1] boylestad Introduccion al análisis de circuitos, Décima edición, Consultado mayo 2020