Corriente y Resistencia

 Corriente y resistencia resistencia Imagine cargas positivas y negativas en movimiento horizontal a través de las cuatro regiones que se muestran en la fgura 27.4. Clasifque de menor a mayor la corriente en las cuatro regiones.

d), b) c), a). La corriente en el inciso d) es equivalente a dos cargas positivas moviéndose hacia la izquierda. Los incisos ) y c) representan cada uno cuatro cargas positivas que se mueven en la misma direcci!n" ya que las cargas negativas que se mueven hacia la izquierda son equivalentes a las cargas positivas que se mueven hacia la derecha. La corriente del inciso a) es equivalente a cinco cargas positivas moviéndose hacia la derecha.

#n alamre cil$ndrico tiene un radio r y una longitud L. Si tanto alambre r como L se duplican, la resistencia en el alambre ) La duplicaci!n del radio hace que el %rea  A sea cuatro veces mayor" indica que la resistencia disminuye.

&n la fgura 27.7" con'orme aumenta el volta(e aplicado" la resistencia del diodo a) aumenta" b) disminuye o c) no se modifca ) la resistencia es la relaci!n del volta(e a través de un dispositivo respecto a la corriente en el dispositivo. una l$nea diu(ada desde el origen hasta el punto en la curva tendr% una pendiente igual a I*+ V  V " que es el inverso de la resistencia. Conforme AV aumenta, la pendiente de la línea también aumenta, de modo que la resistencia disminuye.

¿Cuándo lleva más corriente una lámpara a) !usto inmediatamente después de "aberla sido encendido y la brillante# del $lamento metálico está en incremento o ) una vez que esté encendida durante unos cuantos milisegundos y la rillantez se haya estailizado, a) Cuando el flamento est% a la temperatura amiente" su resistencia es a(a" y por lo tanto la corriente es relativamente grande. Con'orme el flamento se cali enta" su resistencia se incrementa y la corriente se reduce. Las l%mparas vie(as a menudo 'allan (usto en el momento en que se encienden deido a que este gran -pico inicial de corriente produce un incremento r%pido en l a temperatura y por tanto un es'uerzo mec%nico sore el flamento que lo hace 'allar.

/e los dos 'ocos que se muestran en la fgura 27.02" clasifque los valores de corriente de los puntos a a f " de mayor a menor.

Circuito de corriente directa %ara ma&imi#ar el porcenta!e de ener'ía que una batería entre'a a un aparato, ¿c(mo debería ser la resistencia interna de la misma a) *an ba!a como sea posible" a) La potencia se entrega a la resistencia interna de una ater$a" as$ que" si se reduce la resistencia interna" esta potencia perdida disminuir% incrementando el porcenta(e de potencia entregado al aparato.

Cuando se cierra el interruptor del circuito de la fgura 21.4a p%gina

713)" no hay corriente en R2" porque la corriente encuentra una trayectoria alterna de resistencia cero a través del interruptor. &iste corriente en R0" la cual se mide con un amper$metro dispositivo para la medici!n de corriente) en la parte a(a del circuito. 5i se are el interruptor fgura 21.4)" eiste corriente en R2. 6ué sucede con la lectura del amper$metro cuando se are el interruptor, a) La lectura sue8 b) la lectura ba!a8 c) la lectura no camia.

b) Cuando se abre el interruptor, los resistores R+ y R están en serie, así que la resistencia total del circuito es mayor que cuando el interruptor estaba cerrado. Como resultado, la corriente disminuye.

Con el interruptor aierto del circuito de la fgura 21.1a" no hay corriente en R2. 9o ostante" hay corriente en R0" y se mide con el amper$metro que est% del lado derecho del circuito. 5i se cierra el interruptor fgura 21.7)" eiste corriente en R2. 6ué ocurre con la lectura del amper$metro cuando el interruptor se cierra, a) La lectura asciende, ) la lectura desciende" o c) la lectura no camia.

a) Cuando se cierra el interruptor, los resistores R+ y R están en paralelo, así que la resistencia total del circuito es menor que cuando el interruptor estaba abierto. Como resultado, la corriente aumenta.

Considere las siguientes opciones a) aumenta" ) disminuye" c) permanece igual. : partir de estas opciones" eli(a la me(or respuesta para las siguientes situaciones. i) &n la fgura 21.;" se agrega un tercer resistor en serie con los primeros dos. 6ué ocurre con la corriente en la ater$a, ii) 6ué ocurre con el volta(e entre las terminales de la ater$a, iii) &n la fgura 21.*R" d) > /R" e) imposile de determinar. ii) /espués de un tiempo muy largo" 6cu%l es la corriente en la ater$a, & li(a entre las mismas opciones.

i) c)" =usto después de que se ha cerrado el interruptor" no eiste carga en el capacitor. ?ientras el capacitor comienza a cargarse" eiste corriente en amas ramas del circuito" por lo que la mitad derecha del circuito es equivalente a dos resistencias R en paralelo" es decir" una resistencia equivalente de 0+2 @. ii)" d) /espués de mucho tiempo" el capacitor se carga por completo y la corriente en la rama derecha disminuye hasta cero. :hora la c orriente eiste s!lo en una resistencia R a través de la ater$a.

Campos magnéticos

-n electr(n se mueve en el plano del papel de este libro "acia la parte superior de la pá'ina. Además en el plano de la pá'ina e&iste un campo ma'nético que está diri'ido "acia la derec"a. ¿Cuál es la direcci(n de la fuer#a ma'nética sobre el electr(n  a) hacia la parte superior" ) hacia la parte in'erior" c) hacia el orde izquierdo" d) hacia el orde derecho" e) encima ale!ándose de la pá'ina" ' ) hacia adentro de la p%gina.

e) La regla de la mano derecha da la direcci!n. :segArese de considerar la carga negativa del electr!n.

#na part$cula con carga se mueve en direcci!n perpendicular a un campo magnético con una trayectoria circular de radio r . i) #na part$cula idéntica entra en el campo" con v5 perpendicular a 5, pero con una rapidez m%s elevada que la primera part$cula. &n comparaci!n con el radio del c$rculo que recorre la primera part$cula" el radio de la trayectoria circular que traza la segunda part$cula es a) menor" ) mayor o c) igual. ii) La magnitud del campo magnético se incrementa. /e las mismas opciones" compare el radio de la nueva trayectoria circular de la primera part$cula con el radio de su trayectoria inicial ) La 'uerza magnética sore la part$cula aumenta en proporci!n con v " pero aumenta la aceleraci!n centr$peta en 'unci!n del cuadrado de v . &l resultado es un radio mayor" como se puede oservar en la ecuaci!n 2B.0;. ii)" a). La 'uerza magnética que se e(erce sore la part$cula se incrementa en proporci!n con B. &l resultado es un radio menor" como podemos oservar en la ecuaci!n 2B.;. #n alamre transporta corriente en el plano del papel en di recci!n a la parte superior de la p%gina.

 &l alamre eperimenta una 'uerza magnética hacia el orde derecho de la p%gina. La direcci!n del campo magnético que crea esta 'uerza se localiza a) en el plano de la p%gina y con direcci!n hacia el orde izquierdo" ) en el plano de la p%gina y con direcci!n hacia el orde in'erior" c) "acia arriba y ale!ándose de la pá'ina" d) hacia aa(o y adentro de la p%gina. c) #tilice la regla de la mano derecha para determinar la direcci!n del campo magnético rdene de mayor a menor las magnitudes de los momentos de torsi!n que actAan en las espiras rectangulares a)" ) y c) muestran el orde superior en la fgura 2B.2;. Dodas las espiras son idénticas y conducen la misma corriente. Clasifque de mayor a menor las magnitudes de las 'uerzas netas que actAan sore las espiras rectangulares mostradas en la fgura 2B.2;.

c), b), a). Ea que todas las espiras encierran una misma %rea y ti enen igual corriente" la magnitud de m5 es la misma para todos. &n el caso de c)" m 5 apunta hacia arria y es perpendicular al campo magnético y t + mB" que es el momento de torsi!n m%imo posile. Fara la espira en el caso a)" m 5 apunta en la direcci!n de 5 y el momento de torsi!n es igual a cero. &n el caso )" el momento de torsi!n tiene un valor intermedio entre cero y el m%imo. ii)" a) + )  + c). Ea que el campo magnético es uni'orme" hay una 'uerza neta cero entre las tres espiras.

 Guentes de campo magnético

Considere el campo magnético deido a la corriente a lo largo del alamre que se muestra en la fgura ;3.2. rdene de mayor a menor los puntos  A" B y C, en 'unci!n de la magnitud del campo magnético deido a la corriente eistente a lo largo del elemento d s5 que se muestra. B, C, A. &l punto B es el m%s cercano al elemento de corriente. &l punto C es el m%s ale(ado y el

campo queda reducido aAn m%s por el 'actor sen u en el producto cruz d s5 + rH. &l campo en A es igual a cero porque u + 3.

#n resorte rela(ado en espiral sin corriente se cuelga del techo. Cuando se cierra un interruptor para que e&ista una corriente en el resorte " 6las espiras se a) acercan" ) separan o c) no se mueven en asoluto, a) Las oinas actAan como alamres que llevan corrientes paralelas en la misma direcci!n y" por consecuencia" se atraen.

b, d, a, c. La ecuaci!n ;3.0; indica que el valor de la integral de l$nea depende s!lo de la corriente neta que pasa a través de cada trayectoria cerrada. La trayectoria b encierra 0 :" la trayectoria d encierra ; :" la trayectoria a encierra 4 : y la trayectoria c encierra  :.

b" por lo tanto a + c + d . Las trayectorias a" c y d dan todas el mismo valor distinto de cero m 3I, porque

el tamaJo y la 'orma de las trayectorias carecen de importancia. La trayectoria b no encierra corriente" y en consecuencia su integral de l$nea es igual a cero.

Considere un solenoide que" en comparaci!n con su radio" es muy largo. &ntre las siguientes opciones" la manera más efectiva de incrementar el campo ma'nético en el interior del solenoide  es a) duplicar su longitud8 manteniendo constante el nAmero de vueltas por unidad de longitud8 ) reducir su radio a la mitad" manteniendo constante el nAmero de vueltas por unidad de longitud8 o c) recubrir el solenoide con otra capa de vueltas de alambre conductor. c). &l campo magnético en un solenoide muy largo es independiente de su longitud o radio. Cuierta de m%s con una capa adicional de alamre incrementa el nAmero de espiras por cada unidad de longitud.