Biofísica 4 opción múltiple 17 Electricidad

Electricidad 17  Un dispositivo de corriente continua funciona con 6 V y su potencia es de 12 mW. Si se tiene una batería de 12 V, ¿Cuál de los siguientes arreglos, alimentado con la batería disponible, hace que funcione correctamente?

a) Conectar el aparato en serie con una resistencia de 2 kΩ.

b) Conectar el aparato en paralelo con una resistencia de 3 kΩ.

█ c) Conectar el aparato en serie con una resistencia de 3 kΩ.

d) Conectar el aparato en serie con una resistencia de 1 kΩ

e) Conectar el aparato en paralelo con una resistencia de 1 kΩ

f) No es posible lograrlo con esa batería, conectando resistencias.

Conexión del dispositivo en paralelo con una resistencia.

Cualquier conexión en paralelo mantendrá el dispositivo conectado a los 12 V y NO funcionara correctamente.

Conexión del dispositivo en serie con una resistencia

Pot = V² / R

donde

Pot = potencia = 12 mW

Vd = diferencia de potencia (para el dispositivo)= 6 V

Rd = resistencia del dispositivo

Reemplazando y despejando R

Rd = Vd² / Pot = (6 V)² / 12 x 10^-3 W  = 3 x 10³  Ω = 3 kΩ  Resistencia del dispositivo

Vb = V(bacteria)  = Vd + I R

Despejando IR

I R = Vb - Vd = 12 V – 6V = 6 V

Además

Vb  = I Rd + I R = I (Rd + R)

Remplazando y despejando I

I = Vb / (Rd + R) = 12 V / (3 kΩ +R)

Reemplazando en la anterior ecuación

(12 V / (3 kΩ +R)) * R = 6 V

Reordenando

(12 V / 6 V) * R = (3 kΩ +R)  

2 R = (3 kΩ +R)

R = 3 kΩ < ---------- c)