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Corriente eléctrica (página 2)

Enviado por Francesco Saldivia



Partes: 1, 2


Para que una corriente en un conductor se mantenga siempre, es necesario establecer una diferencia de potencial entre dos puntos. Esto se logra conectando el conductor a una fuente generadora de corriente, la cual debe consumir otro tipo de energía para que sea capaz de generar energía eléctrica. Así, la batería consume energía química, el dinamo consume energía mecánica y ambos son capaces de mantener una diferencia de potencial.

  • Las fuentes de corriente o generadoras eléctricos.

Son dispositivos capaces de transformar las diferentes formas de energía química, mecánica o térmica, en energía eléctrica necesaria para producir la diferencia de potencial entre dos puntos.

  • Un generador químico es considerado una pila, e cual la diferencia de potencial entre los polos es mantenida gracias a reacciones químicas internas que son capaces de liberar energía que mantiene la diferencia de potencial.

  • El par termoeléctrico es un generador capaz de trasformar calor en energía eléctrica. Un uso importante de este generador es dada en la medida y regulación de la temperatura.

4.- Intensidad de la Corriente Eléctrica.

Se denomina intensidad de corriente eléctrica a la carga eléctrica que pasa a través de una sección del conductor en la unidad de tiempo. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios partido por segundo), unidad que se denomina amperio.

Si la intensidad es constante en el tiempo se dice que la corriente es continua; en caso contrario, se llama variable. Si no se produce almacenamiento ni disminución de carga en ningún punto del conductor, la corriente es estacionaria.

Se mide con un galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro y en el circuito se coloca en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir. El valor I de la intensidad instantánea será:

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Si la intensidad permanece constante, en cuyo caso se denota Im, utilizando incrementos finitos de tiempo se puede definir como:

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Si la intensidad es variable la fórmula anterior da el valor medio de la intensidad en el intervalo de tiempo considerado.

Según la ley de Ohm, la intensidad de la corriente es igual al voltaje dividido por la resistencia que oponen los cuerpos:

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Haciendo referencia a la potencia, la intensidad equivale a la raíz cuadrada de la potencia dividida por la resistencia. En un circuito que contenga varios generadores y receptores, la intensidad es igual a:

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donde Se es el sumatorio de las fuerzas electromotrices del circuito, Se' es la suma de todas la fuerzas contraelectromotrices, SR es la resistencia equivalente del circuito, Sr es la suma de las resistencias internas de los generadores y Sr' es el sumatorio de las resistencias internas de los receptores.

Intensidad de corriente en un elemento de volumen: Monografias.comdonde encontramos n como el número de cargas portadoras por unidad de volumen; q refiriéndose a la carga del portador; V la velocidad del portador y finalmente A como el área de la sección del conductor.

5.- Unidades de la Corriente Eléctrica.

De acuerdo con la ecuación no es mas que el cociente entre una unidad de carga eléctrica (Coulomb) y una unidad de tiempo (s). Se ha venido en llamar a esta unidad Ampere (A), pudiéndose decir:

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Un Ampere, es la corriente que circula, cuando por la sección transversal del conductor atraviesa la carga de un 1 Coulomb en cada segundo.

Frecuentemente son utilizados sub.-múltiplos del Amperio tales como el miliamperio (mA) y el microamperio ( A).

Existe otro concepto importante llamado densidad de corriente, el cual definimos de la manera siguiente:

La densidad de corriente es la cantidad de corriente que circula por unidad de área o sesión.

Si llamamos (J) a la densidad de corriente (I) a la intensidad de corriente y (S) a la sección transversal podemos escribir la ecuación:

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6.- Corriente Continua.

La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continúa con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.

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7.- Corriente Alterna

Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Altern Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinoidal (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.

Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.

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8.- Conductividad Eléctrica

La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. También es definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de los semiconductores) pueden pasar por él. Varía con la temperatura. Es una de las características más importantes de los materiales.

La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto Monografias.comy su unidad es el S/m (siemens por metro).

No confundir con la conductancia (G), que es la facilidad de un objeto o circuito para conducir corriente eléctrica entre dos puntos. Se define como la inversa de la resistencia: Monografias.com

Conductividad en medios líquidos

La conductividad en medios líquidos (Disolución) está relacionada con la presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a un campo eléctrico. Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o conductores electrolíticos.

Las determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinaciones conductométricas y tienen muchas aplicaciones como, por ejemplo:

  • En el estudio de las basicidades de los ácidos, puesto que pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad.

  • Para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación.

La conductividad eléctrica se utiliza para determinar la salinidad (contenido de sales) de suelos y substratos de cultivo, ya que se disuelven éstos en agua y se mide la conductividad del medio líquido resultante. Suele estar referenciada a 25 °C y el valor obtenido debe corregirse en función de la temperatura. Coexisten muchas unidades de expresión de la conductividad para este fin, aunque las más utilizadas son dS/m (deciSiemens por metro), mmhos/cm (milimhos por centímetro) y según los organismos de normalización europeos mS/m (miliSiemens por metro). El contenido de sales de un suelo o substrato también se puede expresar por la resistividad (se solía expresar así en Francia antes de la aplicación de las normas INEN).

Conductividad en medios sólidos

Según la teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos (véase semiconductor), son materiales conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conducción se superponen, formándose una nube de electrones libres causante de la corriente al someter al material a un campo eléctrico. Estos medios conductores se denominan conductores eléctricos.

La Comisión Electrotécnica Internacional definió como patrón de la conductividad eléctrica:

Un hilo de cobre de 1 metro de longitud y un gramo de masa, que da una resistencia de 0,15388 O a 20 °C al que asignó una conductividad eléctrica de 100% IACS (International Annealed Cooper Standard, Estándar Internacional de Cobre no Aleado). A toda aleación de cobre con una conductividad mayor que 100% IACS se le denomina de alta conductividad (H.C. por sus siglas inglesas).

9.- Amperímetros.

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.

Los amperímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios.

El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión sobre un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente circulante.

10.- Voltímetro

Un Voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abiertos en los polos.

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Clasificación

Podemos clasificar los voltímetros por su funcionamiento mecánico, siendo en todos los casos el mismo instrumento.

Voltímetros electromecánicos

Estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos que separan las corrientes continua y alterna de la señal, pudiendo medirlas independientemente.

Voltímetros electrónicos

Añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada (del orden de los 20 megaohmios) y mayor sensibilidad. Algunos modelos ofrecen medida de "verdadero valor eficaz" para corrientes alternas. Los que no miden el verdadero valor eficaz es por que miden el valor de pico a pico, y suponiendo que se trata de una señal sinusoidal perfecta, calculan

el valor eficaz por medio de la siguiente fórmula:

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Voltímetros vectoriales

Se utilizan con señales de microondas. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase.

Voltímetros digitales

Dan una indicación numérica de la tensión, normalmente en una pantalla tipo LCD. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), autorrango y otras funcionalidades.

El sistema de medida emplea técnicas de conversión analógico-digital (que suele ser empleando un integrador de doble rampa) para obtener el valor numérico mostrado en una pantalla numérica LCD.

El primer voltímetro digital fue inventado y producido por Andrew Kay de "Non-Linear Systems" (y posteriormente fundador de Kaypro) en 1954.

11.- Ley de Ohm.

Circuitos eléctricos La manera más simple de conectar componentes eléctricos es disponerlos de forma lineal, uno detrás del otro. Este tipo de circuito se denomina "circuito en serie", como el que aparece a la izquierda de la ilustración. Si una de las bombillas del circuito deja de funcionar, la otra también lo hará debido a que se interrumpe el paso de corriente por el circuito. Otra manera de conectarlo sería que cada bombilla tuviera su propio suministro eléctrico, de forma totalmente independiente, y así, si una de ellas se funde, la otra puede continuar funcionando. Este circuito se denomina "circuito en paralelo", y se muestra a la derecha de la ilustración

La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos.

Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula

En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.

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12.- Resistencia Eléctrica Y Conductividad.

 

La resistencia eléctrica se mide en ohmios (ohm ó (), en kiloohmios (kohm o k() y megohmios (Mohm o M(): 1 K(=1000 (; 1 M(= 1 000 k (= 1 000 000 (.

La conductibilidad o conductividad se calcula según la fórmula

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Siendo g la conductividad, en S;

r la resistencia, en (.

La resistencia específica ( es la magnitud inversa de la conductividad específica:

 

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La resistencia de un conductor metálico se calcula según la fórmula

 

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Siendo r la resistencia, en (

p la resistencia específica,

1 la longitud de¡ conductor, en m;

S el área de la sección transversal del conductor, en mm2

( la conductividad específica

 

La resistencia de una línea bifilar es Igual a:

 

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La longitud del conductor o del cable arrollado en una bobina se calcula en términos de la fórmula

 

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Siendo dmed el diámetro medio de la bobina, en m;

n la cantidad de espiras.

 

La resistencia de los conductores depende de la temperatura, Cada material tiene su coeficiente de temperatura de la resistencia ( (tabla 2).

13.- Factores de los Cuales depende la Resistencia de un Conductor.

Desde la época de Ohm hasta nuestros días, se han venido haciendo experimentos con el objeto de conocer la mayor o menor capacidad de los materiales para conducir la electricidad. Los resultados obtenidos a través de estos experimentos han conducido a decir que el valor de la resistencia de un conductor depende de la longitud, el área de la sección y del material de que esta fabricado.

De acuerdo a todo esto podemos decir que:

  • La Resistencia R del conductor es directamente proporcional a la longitud L.

  • La resistencia es inversamente proporcional al área (A) del conductor.

  • La resistencia depende del material del conductor a través de una constante que designaremos con la letra (p) y que llamaremos resistividad o resistencia especifica.

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R: Es la resistencia del conductor.

P: Es la resistividad o resistencia especifica.

A: Es el área o sección del conductor.

Las conclusiones obtenidas antes de expresar la ecuación es conocida con el nombre de leyes de Pouillet.

De todo esto concluimos

Una sustancia será mejor conductora de electricidad cuanto menor sea el valor de su resistividad.

El inverso de la resistividad recibe el nombre de conductividad.

 14.- Factores de que depende la resistencia. Resistividad. 

    La resistencia de un hilo conductor depende de su naturaleza, y es directamente proporcional a su longitud l, e inversamente proporcional a su sección S:

R = p * 1/S

    Siendo p una magnitud característica de cada conductor que recibe el nombre de resistencia específica o resistividad.

    Si en la fórmula anterior tenemos l = 1m y S = 1m2 , obtenemos:

R = p

por lo tanto, podemos decir que:

    La resistividad de un conductor es la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica un hilo de dicho conductor que tenga 1 m de longitud y 1m2 de sección. 

    Su unidad es el Sistema Internacional es el Ohmio * metro. 

CONCLUSIÓN.

Al haber concluido la siguiente investigación logramos comprender que la corriente eléctrica es de gran importancia para el desarrollo de la vida diaria ya que sin ella no podríamos realizar ningunas de las actividades, que llevamos a cabo cada día de nuestra vida.

Es por ello que podemos decir que la corriente eléctrica es:

La corriente eléctrica es el flujo de portadores de carga eléctrica, normalmente a través de un cable metálico o cualquier otro conductor eléctrico, debido a la diferencia de potencial creada por un generador de corriente.

Es gran de gran importancia que para la realización de esta investigación se llevo a cabo, la recopilación bibliográfiica de todo tipo de material referente al desarrollo de del presente objetivo a desarrollar como lo es la corriente eléctrica entre otros temas a destacar.

BIBLIOGRAFÍA

http://Wikepedia.com

http://Monografias.com

http://Kalipedia.com

http://Fisica/corrienteelectrica.es

Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005 © 1993-2004.

Fisica. Editorial Romor (2007) Ely Bret.

 

 

 

 

Autor:

Jorge Arteaga

Jesús Iroba

Edixon Medina

Francesco Saldivia

Luis Paraco

Prof.: Osman Vera

Noviembre 2009

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

L.B "JOSÉ CALIXTO MORIN"

TUCUPIDO- EDO- GUARICO

2do DE CIENCIAS SECCIÓN "A"


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