Tema 1: Formulario básico de Electricidad.

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Ley de Coulomb

2

21

d

QQKF

F: fuerza de atracción y repulsión (Newtons, N).

Q1 y Q2: cargas eléctricas (culombios, C).

d: distancia entre las cargas (metros, m).

K: constante de proporcionalidad (N·m2·C-2, 2

2

C

mN ).

En el aire o en el vacío:

2

29109

C

mNK

En cualquier otro medio:

4

1K

ε: es permitividad o constante dieléctrica del medio.

Intensidad de campo eléctrico

2

11

d

QKE

y 2

22

d

QKE

1

E y 2

E : intensidad de campo eléctrico (C

N).

Q1 y Q2: cargas eléctricas (culombios, C).

d: distancia entre las cargas (metros, m).

K: constante de proporcionalidad (N·m·C-2, 2C

mN ).

Circuito eléctrico

1 culombio = 6,3 · 1018 electrones

1 electrón tiene Q = -1,602 · 10-19 C

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Intensidad de corriente eléctrica Tensión eléctrica, voltaje o

diferencia de potencial (ddp)

t

QI

Q

EVVV BA

I: intensidad de corriente (amperios, A).

Q: carga eléctrica (culombios, C).

t: tiempo (segundos, s).

VA: voltaje en el punto A (voltios, V).

VB: voltaje en el punto B (voltios, V).

E: energía (julios, J).

Q: carga eléctrica (culombios, C).

Resistencia de un conductor

S

LR

De esta fórmula se deduce:

SRL

y

LRS

R: resistencia del conductor (ohmios, Ω).

ρ: coeficiente de resistividad a 20 C (Ω·mm2/m, m

mm2).

L: longitud del conductor (m).

S: sección del conductor (mm2). Se calcula como: 4

2dS

, 2rS

d: diámetro del conductor (mm).

r: radio del conductor (mm).

Valores de la resistividad, a 20 C de temperatura, para diferentes materiales:

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En los conductores metálicos, la resistividad viene determinada por la expresión:

CTCT 201)20(

T: temperatura (˚C).

ρ(T): resistividad eléctrica a una temperatura (Ω·m).

ρ(20˚C): coeficiente de resistividad a 20 C (Ω·m).

: coeficiente de temperatura (˚C-1). Representa el aumento de resistencia del material en cuestión por cada grado que aumentamos la temperatura.

Valores de la resistividad y temperatura para diferentes materiales:

Otra forma de calcular la resistencia a una temperatura dada (R(T)) es conociendo

la temperatura de la resistencia en frío (R(20C)), la elevación de la temperatura (ΔT) y el

coeficiente de temperatura ( ) que será diferente para cada material.

TRR CT 120

ΔT = T – 20 ˚C

Si la resistencia no está a temperatura ambiente (20 C) sino a otra (T1) y se

quiere elevar la temperatura (T2), entonces las fórmulas serían:

TRR TT 112

ΔT = T2 – T1

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Ley de Ohm

R

VI

R: resistencia (ohmios, Ω).

V: tensión eléctrica (voltios, V).

I: intensidad (amperios, A).

De esta fórmula se deduce: RIV y I

VR

Ley de Watt

IVP

P: potencia (vatios, W).

V: tensión (voltios, V).

I: intensidad (amperios, A).

Fórmulas

Energía eléctrica Ley de Joule

tPE

E: energía (julios, J).

P: potencia (vatios, V).

t: tiempo (segundos, s).

EH 24,0

H: calor generado (calorías).

E: energía (julios, J).

tRIH 224,0

E = W·s = Julios E = KW·h = kilovatios · hora

I: intensidad (A)

V: tensión o voltaje (V)

P: potencia (W)

R: resistencia (Ω)