Exercicis: Magnituds elèctriques: voltatge, intensitat i resistència

El comandament de la tele funciona amb dues piles que porten imprès $1,5\ \text{V}$. Quina magnitud elèctrica indica aquest nombre? Explica amb les teves paraules què ens diu sobre l'«empenta» que dona la pila a les càrregues del circuit.

Quina magnitud elèctrica indica la quantitat de càrrega que travessa un cable en cada segon? En quina unitat es mesura en el Sistema Internacional?

Tots els elements d'un circuit dificulten més o menys el pas del corrent. Quina magnitud mesura aquesta dificultat? En quina unitat s'expressa?

Relaciona cada magnitud elèctrica amb la seva unitat i escriu les tres parelles completes:

1. a) Voltatge.
2. b) Intensitat.
3. c) Resistència.

Unitats: ohm ($\Omega$), volt ($\text{V}$) i amper ($\text{A}$).

En l'analogia hidràulica, un circuit elèctric s'assembla a un circuit d'aigua amb un dipòsit elevat i canonades, com es mostra a la figura.

Indica a quina magnitud elèctrica correspon cada element:

1. a) L'alçada a la qual està el dipòsit.
2. b) El cabal d'aigua que circula per la canonada.
3. c) L'estretor de la canonada.

Al laboratori fem servir un aparell que pot mesurar voltatge, intensitat i resistència segons la posició de la seva roda.

1. a) Com es diu?
2. b) Quina unitat triaries amb la roda per comprovar la pila de $4,5\ \text{V}$ d'una joguina?

Completa la frase amb les paraules que falten: «El voltatge es mesura en $\dots$, la intensitat en $\dots$ i la resistència en $\dots$». Escriu després el símbol de cada unitat.

Ordena aquestes piles de major a menor «empenta» sobre les càrregues: la pila de $9\ \text{V}$ d'un detector de fum, la de $4,5\ \text{V}$ d'una llanterna vella i la de $1,5\ \text{V}$ d'un rellotge de paret. Quina magnitud has comparat per ordenar-les?

Una mànega està connectada a un dipòsit d'aigua elevat, com es mostra a la figura.

1. a) Si pugem el dipòsit a més alçada, què li passa al cabal que surt per la mànega?
2. b) Trasllada la resposta a un circuit: quina magnitud elèctrica representa l'alçada del dipòsit i què li passa al corrent si augmenta?
3. c) Si ara estrecem la mànega, què li passa al cabal? A què correspon això en el circuit?

Volem mesurar amb el polímetre la resistència d'una bombeta desconnectada del circuit.

1. a) Quina unitat seleccionem amb la roda de l'aparell?
2. b) Si el polímetre marca $10\ \Omega$, explica què significa aquest valor.

Observa el circuit de la figura, amb les dues possibles col·locacions (A i B) del polímetre.

Per mesurar el voltatge entre els extrems d'una bombeta connectada a una pila, on col·loquem les dues pinces del polímetre: tocant els dos extrems de la bombeta o tallant un cable i intercalant l'aparell en el circuit? Explica què mesura el polímetre en cada col·locació.

El manual d'un dron de joguina indica que els seus motors consumeixen $500\ \text{mA}$.

1. a) Expressa aquesta intensitat en ampers.
2. b) Consumeix més o menys corrent que una bombeta per la qual passen $0,6\ \text{A}$?

Al laboratori hi ha tres resistències etiquetades com a $2\ \text{k}\Omega$, $2200\ \Omega$ i $2,5\cdot10^{3}\ \Omega$.

1. a) Expressa els tres valors en ohms.
2. b) Ordena-les de menor a major resistència.

Volem mesurar el corrent que travessa una bombeta en un circuit amb pila, com el de la figura, que mostra dues possibles col·locacions (A i B) de l'aparell.

1. a) On cal col·locar l'amperímetre?
2. b) Explica per què no serveix tocar simplement els dos extrems de la bombeta amb les pinces.

Per una canonada ampla i curta l'aigua flueix amb facilitat; per una d'estreta i llarga li costa molt més.

1. a) Quina de les dues ofereix més resistència al pas de l'aigua?
2. b) Trasllada la idea a dos cables de coure, un de curt i gruixut i un altre de llarg i prim: per quin circularà millor el corrent? Justifica-ho.

En mesurar amb el polímetre una pila de comandament que hauria de donar $1,5\ \text{V}$, l'aparell marca $1,2\ \text{V}$.

1. a) Quina magnitud hem mesurat i en quina unitat?
2. b) Què creus que li ha passat a la pila? La continuaries fent servir en un aparell que necessita molta empenta?

Muntem un circuit amb una pila, cables i una bombeta.

1. a) Construeix l'analogia hidràulica completa: indica què representen en un circuit d'aigua amb bomba la pila, els cables, la bombeta i el corrent.
2. b) Fent servir l'analogia, prediu què li passa a la brillantor de la bombeta si canviem a una pila de més voltatge.
3. c) I si afegim una segona bombeta que «estrenyi» més el pas?

Un ventilador portàtil porta quatre piles de $1,5\ \text{V}$ col·locades l'una darrere l'altra, com es mostra a la figura, i el conjunt lliura $6\ \text{V}$.

1. a) Quina magnitud se suma en col·locar les piles així?
2. b) Explica aquest resultat imaginant diverses bombes d'aigua col·locades seguides a la mateixa canonada.
3. c) Quin voltatge donaria el conjunt si traguéssim una de les piles?

Observa a la figura com es connecten l'amperímetre i el voltímetre.

L'amperímetre es connecta intercalant-lo al circuit, de manera que tot el corrent passi per ell.

1. a) Raona si la seva resistència interna ha de ser molt gran o molt petita, pensant en el que li passaria al corrent que volem mesurar.
2. b) El voltímetre, en canvi, es connecta tocant els dos extrems de l'element. Raona si a aquest li convé tenir una resistència interna gran o petita, pensant en quin camí preferirà seguir el corrent.

El voltatge dels endolls de casa és de $230\ \text{V}$ i el d'una pila de botó, de $3\ \text{V}$.

1. a) Quina magnitud estem comparant?
2. b) Explica, fent servir la idea d'«empenta» sobre les càrregues, per què la xarxa elèctrica és perillosa i una pila de botó no.
3. c) El cos humà oposa una certa resistència al pas del corrent. Amb aquesta idea, raona què passarà si el voltatge que toquem és molt més gran.

Distingeixes d'una pila, una bombeta, cables i un polímetre. Descriu pas a pas com mesuraries:

1. a) El voltatge que la pila aplica a la bombeta.
2. b) La intensitat que la travessa.
3. c) Explica per què en un cas l'aparell es col·loca tocant els extrems de la bombeta i en l'altre intercalat al circuit.

En un muntatge de laboratori, l'Iker substitueix el cable gruixut per un fil de coure molt prim i llarg, i observa que la bombeta brilla menys.

1. a) Quina magnitud del nou cable ha canviat respecte a l'anterior?
2. b) Explica amb l'analogia hidràulica per què brilla menys la bombeta.
3. c) Prediu què deu haver passat amb la mesura de l'amperímetre del circuit: marca més, menys o el mateix?

Connectem per separat a la mateixa pila, amb una bombeta, una barra de coure i una mina de llapis (grafit) de la mateixa mida: amb el coure la bombeta brilla clarament més.

1. a) Quin dels dos materials té més resistència? Com ho saps?
2. b) Diries que el grafit és conductor o aïllant? Justifica-ho amb el que has observat.
3. c) Proposa una raó per la qual les fundes dels cables són de plàstic i no de grafit.

Aquestes frases d'un examen tenen errors d'unitats. Corregiu cadascuna i justifica la correcció:

1. a) «La pila té una intensitat de $1,5\ \text{V}$».
2. b) «Per la bombeta passa un voltatge de $0,3\ \text{A}$».
3. c) «La resistència d'aquest cable és de $10\ \text{V}$».