El circuito que se muestra en la figura 28-16, la resistencia de 4.0 Ω produce 23.9 cal de energia termica cada segundo. Si supone que el amperímetro y los dos voltímetros son ideales, ¿cuáles serán sus lecturas?
Respuestas
Primeramente convertimos la energía disipada en la resistencia de 4.0 Ω cada segundo de calorías a Joules. Para ello multiplicamos el valor en calorías por 4.184:
E = 23.9 cal × 4.184 = 99.9976 J ≈ 100 J
Sabemos que la Potencia es la energía por unidad de tiempo, por tanto, la potencia en la resistencia de 4.0 Ω:
P = E/t = 100 J / 1 s = 100 W
El voltaje en la resistencia de 4.0 Ω será, despejando de la expresión de potencia:
P = V² / R
V² = P*R
V² = 100 W * 4 Ω
V² = √400
V = 20 V
Y su corriente por ley de Ohm:
I₁ = V / R
I₁ = 20 V / 4 Ω
I₁ = 5 A
La corriente de las resistencias de 15Ω y 10 Ω será:
I₂ = 20 V / (15 Ω + 10 Ω)
I₂ = 0.8 A
La corriente medida por el amperímetro por ley de nodos será:
IA = I₁ + I₂
IA= 5 A + 0.8 A
IA = 5.8 A
El voltaje que medirá el voltímetro 1 será:
V₁ = 10 Ω × 0.8 A
V₁ = 8 V
El voltaje que medirá el voltímetro 2 será:
V₂ = 10 Ω × 5.8