Ejercicios: Magnitudes eléctricas: voltaje, intensidad y resistencia

El control remoto de la tele funciona con dos pilas que llevan impreso $1.5\ \text{V}$. ¿Qué magnitud eléctrica indica ese número? Explique con sus palabras qué nos dice sobre el «empuje» que da la pila a las cargas del circuito.

¿Qué magnitud eléctrica indica la cantidad de carga que atraviesa un cable en cada segundo? ¿En qué unidad se mide en el Sistema Internacional?

Todos los elementos de un circuito dificultan más o menos el paso de la corriente. ¿Qué magnitud mide esa dificultad? ¿En qué unidad se expresa?

Relacione cada magnitud eléctrica con su unidad y escriba las tres parejas completas:

1. a) Voltaje.
2. b) Intensidad.
3. c) Resistencia.

Unidades: ohmio ($\Omega$), voltio ($\text{V}$) y amperio ($\text{A}$).

En la analogía hidráulica, un circuito eléctrico se parece a un circuito de agua con un depósito elevado y tuberías, como se muestra en la figura.

Indique a qué magnitud eléctrica corresponde cada elemento:

1. a) La altura a la que está el depósito.
2. b) El caudal de agua que circula por la tubería.
3. c) La estrechez de la tubería.

En el laboratorio usamos un aparato que puede medir voltaje, intensidad y resistencia según la posición de su rueda.

1. a) ¿Cómo se llama?
2. b) ¿Qué unidad elegiría con la rueda para comprobar la pila de $4.5\ \text{V}$ de un juguete?

Complete la frase con las palabras que faltan: «El voltaje se mide en $\dots$, la intensidad en $\dots$ y la resistencia en $\dots$». Escriba después el símbolo de cada unidad.

Ordene estas pilas de mayor a menor «empuje» sobre las cargas: la pila de $9\ \text{V}$ de un detector de humo, la de $4.5\ \text{V}$ de una linterna vieja y la de $1.5\ \text{V}$ de un reloj de pared. ¿Qué magnitud ha comparado para ordenarlas?

Una manguera está conectada a un depósito de agua elevado, como se muestra en la figura.

1. a) Si sube el depósito a más altura, ¿qué le ocurre al caudal que sale por la manguera?
2. b) Traslade la respuesta a un circuito: ¿qué magnitud eléctrica representa la altura del depósito y qué le pasa a la corriente si aumenta?
3. c) Si ahora estrecha la manguera, ¿qué le pasa al caudal? ¿A qué corresponde eso en el circuito?

Queremos medir con el multímetro la resistencia de un bombillo desconectado del circuito.

1. a) ¿Qué unidad seleccionamos con la rueda del aparato?
2. b) Si el multímetro marca $10\ \Omega$, explique qué significa ese valor.

Observe el circuito de la figura, con las dos posibles colocaciones (A y B) del multímetro.

Para medir el voltaje entre los extremos de un bombillo conectado a una batería, ¿dónde colocamos las dos pinzas del multímetro: tocando los dos extremos del bombillo o cortando un cable e intercalando el aparato en el circuito? Explique qué mide el multímetro en cada colocación.

El manual de un dron de juguete indica que sus motores consumen $500\ \text{mA}$.

1. a) Exprese esa intensidad en amperios.
2. b) ¿Consume más o menos corriente que un bombillo por el que pasan $0.6\ \text{A}$?

En el laboratorio hay tres resistencias etiquetadas como $2\ \text{k}\Omega$, $2200\ \Omega$ y $2.5\times10^{3}\ \Omega$.

1. a) Exprese los tres valores en ohmios.
2. b) Ordénelas de menor a mayor resistencia.

Queremos medir la corriente que atraviesa un bombillo en un circuito con pila, como el de la figura, que muestra dos posibles colocaciones (A y B) del aparato.

1. a) ¿Dónde hay que colocar el amperímetro?
2. b) Explique por qué no sirve tocar simplemente los dos extremos del bombillo con las pinzas.

Por una tubería ancha y corta el agua fluye con facilidad; por una estrecha y larga le cuesta mucho más.

1. a) ¿Cuál de las dos ofrece más resistencia al paso del agua?
2. b) Traslade la idea a dos cables de cobre, uno corto y grueso y otro largo y fino: ¿por cuál circulará mejor la corriente? Justifíquelo.

Al medir con el multímetro una pila de control remoto que debería dar $1.5\ \text{V}$, el aparato marca $1.2\ \text{V}$.

1. a) ¿Qué magnitud hemos medido y en qué unidad?
2. b) ¿Qué cree usted que le ha pasado a la pila? ¿La seguiría usando en un aparato que necesita mucho empuje?

Montamos un circuito con una pila, cables y un bombillo.

1. a) Construya la analogía hidráulica completa: indique qué representan en un circuito de agua con bomba la pila, los cables, el bombillo y la corriente.
2. b) Usando la analogía, prediga qué le ocurre al brillo del bombillo si cambiamos a una pila de más voltaje.
3. c) ¿Y si añadimos un segundo bombillo que «estreche» más el paso?

Un ventilador portátil lleva cuatro pilas de $1.5\ \text{V}$ colocadas una tras otra, como se muestra en la figura, y el conjunto entrega $6\ \text{V}$.

1. a) ¿Qué magnitud se suma al colocar las pilas así?
2. b) Explique ese resultado imaginando varias bombas de agua colocadas seguidas en la misma tubería.
3. c) ¿Qué voltaje daría el conjunto si quitáramos una de las pilas?

Observe en la figura cómo se conectan el amperímetro y el voltímetro.

El amperímetro se conecta intercalándolo en el circuito, de modo que toda la corriente pase por él.

1. a) Razone si su resistencia interna debe ser muy grande o muy pequeña, pensando en lo que le ocurriría a la corriente que queremos medir.
2. b) El voltímetro, en cambio, se conecta tocando los dos extremos del elemento. Razone si a este le conviene tener una resistencia interna grande o pequeña, pensando en qué camino preferirá seguir la corriente.

El voltaje de los tomacorrientes de la casa es de $230\ \text{V}$ y el de una pila de botón, de $3\ \text{V}$.

1. a) ¿Qué magnitud estamos comparando?
2. b) Explique, usando la idea de «empuje» sobre las cargas, por qué la red eléctrica es peligrosa y una pila de botón no.
3. c) El cuerpo humano opone cierta resistencia al paso de la corriente. Con esa idea, razone qué ocurrirá si el voltaje que tocamos es mucho mayor.

Dispone de una pila, un bombillo, cables y un multímetro. Describa paso a paso cómo mediría:

1. a) El voltaje que la pila aplica al bombillo.
2. b) La intensidad que lo atraviesa.
3. c) Explique por qué en un caso el aparato se coloca tocando los extremos del bombillo y en el otro intercalado en el circuito.

En un montaje de laboratorio, Kevin sustituye el cable grueso por un hilo de cobre muy fino y largo, y observa que el foco brilla menos.

1. a) ¿Qué magnitud del nuevo cable ha cambiado respecto al anterior?
2. b) Explique con la analogía hidráulica por qué brilla menos el foco.
3. c) Prediga qué habrá pasado con la medida del amperímetro del circuito: ¿marca más, menos o lo mismo?

Conectamos por separado a la misma pila, con un foco, una barra de cobre y una mina de lápiz (grafito) del mismo tamaño: con el cobre el foco brilla claramente más.

1. a) ¿Cuál de los dos materiales tiene más resistencia? ¿Cómo lo sabe?
2. b) ¿Diría usted que el grafito es conductor o aislante? Justifíquelo con lo observado.
3. c) Proponga una razón por la que las fundas de los cables son de plástico y no de grafito.

Estas frases de un examen tienen errores de unidades. Corrija cada una y justifique la corrección:

1. a) «La pila tiene una intensidad de $1.5\ \text{V}$».
2. b) «Por el bombillo pasa un voltaje de $0.3\ \text{A}$».
3. c) «La resistencia de este cable es de $10\ \text{V}$».