Un filamento cilíndrico de tungsteno de 15.0 cm de largo y 1.00 mm de diámetro va a usarse en una máquina cuya temperatura de operación variará entre 20 °C y 120 °C. Conducirá una corriente de 12.5 A en todas las temperaturas. a) ¿Cuál será el máximo campo eléctrico en este filamento? b) ¿Cuál será su resistencia con ese campo? c) ¿Cuál será la máxima caída de potencial a todo lo largo del filamento?
Respuestas a la pregunta
los valores del campo eléctrico resistencia y caída de potencial en un filamento cilíndrico de tungsteno son : E = 1,21 V/m R = 0,0145 Ω
v = 0,181V.
Para calular los valores del campo eléctrico resistencia y caída de potencial en un filamento cilíndrico de tungsteno se emplean las formulas de campo eléctrico con resistividad , Resistencia con resistividad y caída de potencial eléctrico como se muestra a continuación :
L = 15,0 cm*1m/100cm = 0,15m
d = l,00mm/2 = 0,5mm*1m/1000mm = 5.10⁻⁴m
To = 20 °C
Tf = 120 °C
I = 12,5 A
ρ20°C = 5,25.10⁻⁸Ω*m
ρ120°C = 7,61.10⁻⁸Ω*m
α = 0,0045/°C
a) E = ?
b) R = ?
c) V = ?
a) E = ρ*J = ρ20*[ 1 + α*( Tf - To )]* I/π*r²
E = (5,25.10⁻⁸Ω*m)*[ 1 + 0,0045/°C*( 120°C - 20 °C)]*12,5A/( π*(5.10⁻⁴m)²)
E = 1,21 V/m
b) R = ρ*L/A = ρ*L/π*r²
R = (7,61.10⁻⁸Ω*m)*(0,15m)/(π*(0,0005m)²)
R = 0,0145 Ω
C) V = I*R
V = 12,5A*0,0145Ω
v = 0,181V.