FENÓMENOS DE CORRIENTE DIRECTA

M. Sc Luz Aída Sabogal Tamayo 2016 – 08 - 25

TEMÁTICAS

• Corriente eléctrica y densidad de corriente eléctrica

• Resistividad, resistencia, conductividad y Regla de Ohm

• Asociación de resistencias

• Fuerza electromotriz

• Circuitos resistivos de corriente directa: reglas de kirchhoff, medidores

• Energía y potencia en circuitos resistivos dc.

• Circuitos RC

CORRIENTE ELÉCTRICA • Movimiento o flujo de electrones a través de

un conductor, debido a la presencia de un campo eléctrico, originado por una diferencia de potencial.

• INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA (i): Es

la carga neta que pasa por diferencial de volumen en un instante de tiempo.

1A = C/s

Corriente típicas: Bombilla eléctrica 1A, reproductor MP3 12 mA, corriente en las

neuronas 1 nA, reloj de pulsera 1µA, un rayo 10 kA, microscopio de efecto tunel 10 pA.

I = dQ/dt.

Corriente y velocidad de deriva

DENSIDAD DEL CORRIENTE ELÉCTRICA

La densidad de corriente eléctrica J, se define como la

razón de corriente eléctrica por unidad de sección

transversal de área. Sus unidades son A/m2

La densidad de corriente eléctrica J, es un vector que

tiene la dirección opuesta a la velocidad de deriva.

La densidad de corriente eléctrica J, es

directamente proporcional al campo eléctrico

en el interior del conductor

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA La resistividad 𝞺, es el grado de oposición que ofrece un material, a la movilidad de los electrones. La unidad es 𝞨m, es el inverso de la conductividad 𝞼, cuya unidad es el Siemens. La resistividad de un material es la razón entre el campo eléctrico y la densidad de corriente : = E/J.

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA

La resistividad eléctrica depende de la temperatura

RESISTENCIA ELÉCTRICA La resistencia eléctrica R, es el grado de oposición de un

material al paso de la corriente eléctrica i, en función del tipo

del material, del tamaño y de su geometría. Se da en Ohmios (

𝞨)

RESISTENCIAS ELÉCTRICAS COMERCIALES

Regla de OHM

Versión microscópica: la resistividad de

algunos materiales es independiente

del campo eléctrico y de la densidad

de corriente eléctrica. Para muchos

materiales la razón entre el campo

eléctrico y la densidad de corriente es

constante

Versión macroscópica: la resistencia

de algunos materiales es

independiente de la diferencia de

potencial y de la corriente eléctrica.

Para muchos materiales la razón entre

Voltaje y corriente eléctrica es

constante

Materiales Óhmicos y no Óhmicos

RESISTENCIA ELÉCTRICA: Código de colores

• El resistor tiene una resisitencia

de 5.7 kΩ con una tolerancia de

±10%. Esto se reporta así

• R= 5 000 Ω ± 570 Ω

ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS

ASOCIACIÓN EN SERIE

ASOCIACIÓN EN PARALELO

COMBINACIÓN MIXTA

EJERCICIO PARA HALLAR RESISTENCIA EQUIVALENTE

FUERZA ELECTROMOTRIZ

El campo eléctrico E1 producido por un ΔV, en

el interior del conductor, causa la movilidad

“ordenada de los electrones”, en dirección

contraria al campo y una densidad de corriente j

en el mismo sentido del campo eléctrico.

Empieza a existir un exceso de electrones en

un extremo y un defecto de electrones en el

otro, lo que genera un campo eléctrico E2

opuesto al E1, lo que reduce la corriente

Después de un corto tiempo E2 tiene la

misma magnitud que E1, por tanto, la

corriente se para completamente

FUERZA ELECTROMOTRIZ

Cuando existe una fuente de fuerza

electromotriz conectada en los

extremos del conductor, se

completa el circuito y ahora la

fuerza electrostática tiene un

magnitud más pequeña que la

fuerza no electrostática Fn, por

tanto se mantiene una corriente

eléctrico fluyendo en el circuito y en

un mismo sentido

FUERZA ELECTROMOTRIZ Y RESISTENCIA INTERNA

• Una fuente de fuerza

electromotriz real tiene una

resistencia interna r.

•La diferncia de potencia en

las terminales de la fem, es

Vab = – Ir.

• Una fem de 12 V, cuando

está conectada a una

lámpara, el Vab medido con

un voltímetro es menor.

Simbolos para diagramas de circuitos

Equivalent resistance – Read Problem-Solving

Strategy 26.1.

– Follow Example 26.1 using Figure 26.3 below and right.

REGLAS DE KIRCHHOFF

ECUACIÓN DE UN CIRCUITO RESISTIVO SENCILLO

ECUACION DEL CIRCUITO

CIRCUITOS DE UNA SOLA MALLA Y UNA FEM

CIRCUITOS DE UNA SOLA MALLA Y DOS FEM

CIRCUITOS DE MÁS DE DOS MALLAS

POTENCIA ELÉCTRICA

CALIBRES DE ALAMBRES

CARGA DE UN CAPACITOR • Leer la discusión de la carga de un capacitor en el texto, usando

las Figuras 26.20 and 26.21 siguientes

• La constante de tiempo es = RC.

DESCARGA DE UN CAPACITOR

• Leer sobre la descarga de una capacitor in el texto, usando las las figures 26.22 and 26.23 de abajo

• Follow Examples 26.12 and 26.13.

Power distribution systems • Follow the text discussion using Figure 26.24 below.

Household wiring • Figure 26.26 at the

right shows why it is safer to use a three-prong plug for electrical appliances.

• Follow Example 26.14.