© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015. Una batería genera una fuerza electromotríz (fem), o...
16
FISICA Corriente eléctrica y resistencia © PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
-
Upload
german-san-martin-rios -
Category
Documents
-
view
223 -
download
0
Transcript of © PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015. Una batería genera una fuerza electromotríz (fem), o...
FISICACorriente eléctrica
yresistencia
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Una batería genera una fuerza electromotríz (fem), o un voltaje, entre sus terminales.
La terminal de alto voltaje es el ánodo, y la terminal de bajo voltaje es el cátodo.
B+
B+
B+
B+
B+
B+
B+
B+B+
B+
B+
B+
- -- -- -- -- -- --
-----
-
----
--
---
--
-
-
-
-
A+
A+
A+A+
A+
A+
A+
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
La fuerza electromotríz ( fem E ) se mide en volts y representa el número de joules de energía que una batería (o cualquier suministro de potencia) entrega a 1 coulomb de carga que pasa a través de ella (1 J/C = 1 V).
+
-
E
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Símbolos de los elementos de un circuito:
+- batería
resistencia
capacitor
alambre conductor
interruptor abierto
interruptor cerrado
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
La corriente eléctrica ( I ) es la razón a la que fluye la carga. Su dirección es la de la corriente convencional, que es en la dirección en que la carga positiva realmente fluye o parece fluir. En los metales, el flujo de carga se debe a los electrones y, por consiguiente, la dirección de la corriente convencional es contraria a la dirección de flujo de los electrones. La corriente se mide en amperes ( 1 A = 1 C/s ) como
𝐼=𝑞𝑡
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Velocidad de deriva, flujo de electrones y transmisión de energía eléctrica:
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
En ausencia de una diferencia de potencial en un alambre metálico, los electrones libres se mueven al azar a grandes velocidades entrando en colisión muchas veces por segundo con los átomos del metal. En consecuencia, no hay un flujo neto promedio de carga.
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Velocidad de deriva, flujo de electrones y transmisión de energía eléctrica:
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
--
Sin embargo, cuando una diferencia de potencial (voltaje) se aplica entre los extremos del alambre (por ejemplo, mediante una batería), en éste aparece aparece un campo eléctrico en esa dirección. Este flujo neto de electrones se caracteriza por una velocidad promedio llamada velocidad de deriva, que es mucho menor que las velocidades aleatorias (térmicas) de los electrones mismos.
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Para que una corriente eléctrica exista en un circuito, éste debe ser un circuito completo, es decir, un circuito (o conjunto de elementos de circuitos y cables) que conecte ambas terminales de una batería o suministro de potencia sin interrupción.
+ -
corrienteconvencional
flujo de electrones
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
La ley de Ohm:
La resistencia eléctrica ( R ) de un objeto es el voltaje a través del objeto dividido entre la corriente en ella, o
𝑅=𝑉𝐼
o 𝑉=𝐼𝑅
+ -
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
La ley de Ohm:
Un elemento de circuito obedece la ley de Ohm si ese elemento presenta una resistencia eléctrica constante. La ley de Ohm se escribe comúnmente como V = IR, donde R es constante.
V
I
Volta
je
Corriente
Pendiente = R = V/I
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Factores que influyen en la resistencia:
La resistencia de un objeto depende de la resistividad ( ρ ) del material del que está hecho (propiedades atómicas) , del área transversal A, y de la longitud L. Para objetos con sección transversal uniforme,
𝑅=𝜌( 𝐿𝐴 )Longitud
AreaTransversal
Material
Temperatura
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Factores que influyen en la resistencia:
Para muchos materiales, especialmente los metales, la dependencia de la resistividad con respecto a la temperatura es casi lineal si el cambio de temperatura no es demasiado grande.
Esto es, la resistividad a una temperatura T, después de un cambio de temperatura está dada por
𝜌=𝜌0 (1+𝛼∆ 𝑇 )
Donde α es una constante llamada coeficiente de temperatura de la resistividad y ρ0 es una resistividad de referencia a T0 (por lo general a 20 ˚C).
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Potencia Eléctrica:
La potencia eléctrica ( P ) es la tasa a la que una batería (suministro de potencia) efectúa trabajo, o la tasa a la que se transfiere energía a un elemento de circuito. La entrega de potencia a un elemento de circuito depende de la resistencia del elemento, de la corriente en él y del voltaje que se le aplica. La potencia eléctrica se expresa de tres maneras equivalentes:
𝑃= 𝐼𝑉=𝑉 2
𝑅=𝐼 2𝑅
© PROFESOR JUAN A. RAMIREZ S. PANAMA. 2015
Bibliografía:
WILSON, Jerry D. Buffa, Anthony J. Lou, Bo. Física. Pearson Educación de México, S. A. de C. V. México. 2007. pp. 568 – 585.
