Corriente Y Potencial

Respuesta correcta: C) Es la cantidad de carga eléctrica que pasa por un punto del conductor por unidad de tiempo, y se mide en amperes.

• A) Es la cantidad de carga eléctrica acumulada en el conductor por unidad de volumen, y se mide en culombios.Incorrecto. Esa es la densidad de carga, no la corriente. La intensidad depende de la carga que cruza una sección por segundo.
• B) Es la diferencia de potencial entre los extremos del conductor por unidad de longitud, y se mide en voltios por metro.Incorrecto. Esa es la magnitud del campo eléctrico. La corriente relaciona carga y tiempo, no tensión y longitud.
• C) Es la cantidad de carga eléctrica que pasa por un punto del conductor por unidad de tiempo, y se mide en amperes.Correcto. $I = \frac{Q}{t}$, donde la carga $Q$ se mide en culombios y el tiempo $t$ en segundos; un culombio por segundo equivale a un amperio.
• D) Es la energía que entrega la fuente por unidad de tiempo, y se mide en vatios.Incorrecto. Esa es la potencia eléctrica, que se obtiene multiplicando la tensión por la corriente y no dividing la carga entre el tiempo.

Respuesta correcta: D) Es la energía que la fuente convierte por unidad de carga en energía eléctrica, es decir, la tensión que ofrece en sus terminales.

• A) Es la corriente máxima que la fuente puede entregar de manera segura, y se mide en amperios.Incorrecto. La corriente máxima es una característica de la fuente, pero la fuerza motriz se define con voltios y no con amperios.
• B) Es la resistencia interna de la fuente, que se opone al paso de la corriente por el circuito.Incorrecto. La resistencia interna explica por qué la tensión terminal es menor, pero la fuerza motriz es la tensión ideal de la fuente.
• C) Es el trabajo que realiza la carga al recorrer el circuito, y por eso siempre tiene signo negativo.Incorrecto. El trabajo sobre la carga es negativo en el convenio de la fuerza externa, pero la fuerza motriz describe lo que hace la fuente al impulsar la carga.
• D) Es la energía que la fuente convierte por unidad de carga en energía eléctrica, es decir, la tensión que ofrece en sus terminales.Correcto. La fuerza motriz se expresa en voltios y representa el trabajo que la fuente realiza por cada culombio de carga que hace circular.

Respuesta correcta: A) La energía que gana o pierde una carga positiva al moverse entre esos dos puntos por la acción del campo eléctrico.

• A) La energía que gana o pierde una carga positiva al moverse entre esos dos puntos por la acción del campo eléctrico.Correcto. La diferencia de potencial es el trabajo por unidad de carga entre dos puntos, y por eso se expresa en voltios.
• B) La cantidad de carga total que existe entre los dos puntos medidos en culombios.Incorrecto. La carga de una fuente se mide en culombios, mientras que la diferencia de potencial es una relación entre trabajo y carga.
• C) La diferencia de temperatura entre los dos puntos cuando el circuito se calienta por efecto Joule.Incorrecto. La temperatura interviene por el efecto Joule, pero la diferencia de potencial es una magnitud eléctrica y no térmica.
• D) La resistencia que.offerce el conductor que une los dos puntos en ohmios.Incorrecto. La resistencia depende del material y de la geometría del conductor, no de la diferencia de potencial.

Respuesta correcta: B) 2 A

• A) 3000 AIncorrecto. Usó 5 minutos directamente en el denominador sin convertir a segundos, de modo que el resultado quedó quince veces mayor.
• B) 2 ACorrecto. $I = \frac{Q}{t} = \frac{600\ \text{C}}{300\ \text{s}} = 2\ \text{A}$, porque 5 minutos equivalen a 300 segundos.
• C) 120 AIncorrecto. Invirtió la relación entre carga y tiempo, calculando el tiempo que tardaría una carga de 2 A en lugar de la intensidad resultante.
• D) 0.5 AIncorrecto. Expresó el resultado en miliampérios, pues 2 A equivalen a 2000 mA y no a 0.5 A. El valor obtenido al dividir es correcto.

Respuesta correcta: C) 0.85 Ω

• A) 8.5 × 10⁻⁵ ΩIncorrecto. Multiplo por error los factores de longitud y sección, de modo que el resultado quedó mil veces menor que el correcto.
• B) 0.85 × 10³ ΩIncorrecto. Expresó el resultado en miliohms en lugar de ohms, lo que equivale a 850 Ω, un valor mucho mayor que el obtenido.
• C) 0.85 ΩCorrecto. $R = \rho\frac{L}{A} = 1.7\times 10^{-8}\times\frac{100}{2.0\times 10^{-6}} = 0.85\ \text{Ω}$.
• D) 2.0 × 10⁻² ΩIncorrecto. Trató la resistencia como proporcional a la sección del conductor, cuando en realidad es inversamente proporcional a ella.

Respuesta correcta: D) Que la resistencia del filamento es muy baja cuando está frío, de modo que con la misma tensión circula una corriente mucho mayor.

• A) Que el filamento genera su propia energía al calentarse, y esa energía se transforma en corriente.Incorrecto. El filamento no genera energía: consume la que entrega la red y la transforma en calor y luz.
• B) Que la resistencia de los metales aumenta con la temperatura, de modo que al calentarse la corriente se dispara.Incorrecto. En los metales la resistencia aumenta al calentarse, lo que reduce la corriente. La causa del aumento inicial es la baja resistencia del filamento frío.
• C) Que la tension de la red aumenta cuando se enciende un artefacto resistivo conectado en paralelo.Incorrecto. La tensión de la red se mantiene prácticamente constante, y la corriente aumenta porque la resistencia del filamento frío es baja.
• D) Que la resistencia del filamento es muy baja cuando está frío, de modo que con la misma tensión circula una corriente mucho mayor.Correcto. Con $V = IR$ y $R$ pequeño, la corriente inicial es unas 35 veces mayor que la de funcionamiento estable.

Respuesta correcta: A) 10 V

• A) 10 VCorrecto. La tensión terminal es $V = \mathcal{E} - Ir = 12\ \text{V} - 4\ \text{A}\times 0.5\ \text{Ω} = 10\ \text{V}$.
• B) 12 VIncorrecto. Ese es el valor de la fuerza motriz. Al entregar corriente, parte de la energía se disipa dentro de la batería y la tensión terminal baja.
• C) 2 VIncorrecto. Reportó la caída de potencial interna $Ir = 2\ \text{V}$ en lugar de la tensión que queda disponible en los terminales.
• D) 14 VIncorrecto. Sumó la caída interna en lugar de restarla. La resistencia interna disipa energía y por eso la tensión terminal es menor que la fuerza motriz.

Respuesta correcta: B) En serie, porque las fuerzas motrices se suman y la resistencia total también aumenta.

• A) En paralelo, porque las fuerzas motrices se suman al conectar los terminales positivos entre sí.Incorrecto. En paralelo la tensión se mantiene igual que la de una sola pila, es decir 1.5 V, y lo que aumenta es la capacidad de corriente.
• B) En serie, porque las fuerzas motrices se suman y la resistencia total también aumenta.Correcto. Cuatro pilas de 1.5 V en serie entregan 6 V, y la resistencia interna total es la suma de las resistencias internas de cada pila.
• C) En paralelo, porque la tensión de la combinación es la suma de las tensiones de cada pila.Incorrecto. Confunde las dos formas de conexión. En paralelo la tensión no se suma, mientras que en serie sí se suman las fuerzas motrices.
• D) Dos en serie y dos en paralelo, porque eso entrega 6 V y además reduce la resistencia interna a la mitad.Incorrecto. Dos pilas en serie y dos en paralelo entregan 3 V, porque las ramas en paralelo tienen la misma tensión que una sola pila de 1.5 V.

Respuesta correcta: C) El voltímetro, de gran resistencia, se opone al paso de la corriente y la lectura se acerca a cero, reduciendo el brillo de las bombillas.

• A) El voltímetro tiene resistencia nula, por lo que la corriente máxima llega a él y la lectura marca la intensidad.Incorrecto. El voltímetro tiene una resistencia muy grande, no nula, y por eso se conecta en paralelo. Esa es la función del amperímetro.
• B) El voltímetro se calienta y se daña, pero el resto del circuito sigue funcionando igual.Incorrecto. La alta resistencia del voltímetro reduce la corriente en todo el circuito, de modo que el funcionamiento del resto también se altera.
• C) El voltímetro, de gran resistencia, se opone al paso de la corriente y la lectura se acerca a cero, reduciendo el brillo de las bombillas.Correcto. Al intercalar una resistencia muy grande, el circuito queda limitada por el voltímetro y casi no circula corriente.
• D) El voltímetro cortocircuita el circuito y por eso ninguna bombilla se enciende ni se daña ningún instrumento.Incorrecto. Un instrumento de gran resistencia en serie limita el flujo, no lo aumenta. Un cortocircuito corresponde a un conductor de resistencia casi nula.

Respuesta correcta: D) La capacidad total de energía, de modo que alcance la cantidad necesaria para las seis horas de trabajo del diodo emisor.

• A) La mayor tensión nominal, porque un voltaje alto garantiza que la linterna funcione más tiempo.Incorrecto. Un voltaje alto puede merusak el dispositivo, y el tiempo de funcionamiento depende de la energía almacenada y del consumo, no del voltaje aislado.
• B) El menor precio por pila, porque el costo solo define el tiempo de uso y no la capacidad.Incorrecto. El costo importa, pero sin considerar capacidad ni voltaje la comparación no garantiza que la linterna cumpla el tiempo requerido.
• C) La menor resistencia interna, porque esa característica reduce el tiempo de carga de la linterna.Incorrecto. La resistencia interna afecta la tensión bajo carga y la capacidad de corriente, no el tiempo de carga de una linterna de uso Continuo.
• D) La capacidad total de energía, de modo que alcance la cantidad necesaria para las seis horas de trabajo del diodo emisor.Correcto. La capacidad en culombios y el voltaje determinan la energía disponible, y esa energía debe superar la que consume el diodo.

Respuesta correcta: A) Los puntos forman una recta cuya pendiente es menos 1.0 Ω y cuyo intercepto en el eje de voltios es 12.0 V, de modo que la resistencia interna es 1.0 Ω.

• A) Los puntos forman una recta cuya pendiente es menos 1.0 Ω y cuyo intercepto en el eje de voltios es 12.0 V, de modo que la resistencia interna es 1.0 Ω.Correcto. Al graficar $V$ frente a $I$ se aplica $V = \mathcal{E} - Ir$: la pendiente es menos $r$ y el intercepto es la fuerza motriz.
• B) Los puntos forman una recta de pendiente positiva de 1.0 Ω, porque la tensión aumenta con la corriente.Incorrecto. Los datos muestran que la tensión disminuye al aumentar la corriente, de modo que la pendiente es negativa y equivale a menos la resistencia interna.
• C) La gráfica es una hipérbola, porque la resistencia interna depende de la corriente que circula.Incorrecto. Las variaciones de voltaje son exactamente lineales: cada medio amperio de corriente resta medio voltio sin cambio en la tasa.
• D) La fuerza motriz de la pila es 10.0 V, porque ese es el voltaje medido a la mayor corriente.Correcto el dato de 10.0 V, pero no es la fuerza motriz, sino la tensión terminal con 2.0 A de carga; la fuerza motriz es el intercepto en $I = 0$.

Respuesta correcta: B) La afirmación es incorrecta, porque el potencial es la causa que impulsa el movimiento de la carga y la corriente es la tasa de ese movimiento de carga.

• A) La afirmación es correcta, porque la corriente y el potencial tienen las mismas unidades y por eso son equivalentes.Incorrecto. La corriente se mide en amperios y la tensión en voltios. Que aparezcan juntas en la ley de Ohm no las convierte en la misma magnitud.
• B) La afirmación es incorrecta, porque el potencial es la causa que impulsa el movimiento de la carga y la corriente es la tasa de ese movimiento de carga.Correcto. La diferencia de potencial suministra la energía por carga y la intensidad mide cuánto carga fluye por unidad de tiempo.
• C) La afirmación es correcta, porque una resistencia de $1\ \text{Ω}$ es un voltio por amperio y por eso ambas cosas son la misma.Incorrecto. Esa equivalencia muestra precisamente que son magnitudes distintas: la resistencia relaciona voltios y amperios, sin identificarlos.
• D) La afirmación es parcialmente correcta, porque la corriente y el potencial solo coinciden cuando la resistencia del circuito es unitaria.Incorrecto. No existe ningún valor de resistencia que iguale las dos magnitudes: una es una tasa de carga y la otra una energía por carga.