Carga eléctrica.
Es una propiedad de la materia.
Puede ser positiva o negativa según el cuerpo tenga defecto o exceso de electrones.
Puede trasmitirse de unos cuerpos a otros bien por contacto, o incluso, a distancia, al producirse descargas (rayos).
Son los electrones las partículas que pasan de unos cuerpos a otros.
Se mide en culombios. (C). La carga de un electrón es –1’6 · 10–19 C.
Intensidad de corriente.
Es la cantidad de carga que circula por unidad de tiempo.
q I = —— t
Se mide en amperios (A); (1 A = 1 C/s)
Se considera una magnitud fundamental, al ser fácilmente mensurable (amperímetros) que se colocan siempre en serie, con lo cual la carga pasa a ser magnitud derivada: q = I · t.
Diferencia de potencial (?V).
La d.d.p. entre dos puntos A y B es igual a la energía necesaria para transportar una unidad de carga (+) desde A hasta B.
WA?B ?V= VA– VB = ——— q
Se mide en voltios (V): 1 V = J/C.
Se mide con voltímetros, que se conecta en paralelo a los puntos entre los que se quiere medir la d.d.p.
Ley de Ohm.
El cociente entre ?V de dos puntos de un circuito y la intensidad de corriente que circula por éste es una magnitud constante que recibe el nombre de resistencia eléctrica (R).
?V R = —— I
La resistencia se mide en ohmios (?): (1 ? = V/A)
Código de colores de resistencias.
(Gp:) 2200 ?
(Gp:) 470 ?
Ejemplo: Calcula la resistencia de un conductor si por él circula una corriente de 3 A y entre sus extremos existe una diferencia de potencial de 12 V.
VA– VB 12 V R = ——— = ——— = 4 ? I 3 A
Factores de los que depende las resistencia de un conductor.
Es directamente proporcional a la longitud del mismo.
Es inversamente proporcional a su sección.
Depende del tipo de material. Cada uno de ellos tiene una “resistividad” (?) distinta que se mide en ?·m.
Según sea “?” los materiales se clasifican en conductores, semiconductores y aislantes.
L R = ? · —— S
Ejemplo: La longitud de un hilo de nicrom es de70 m y su sección transversal es de 3 mm2. Calcula la resistencia del conductor (? = 1·10–6 ? ·.m)
L 70 m 106 mm2 R = ? · — = 1·10–6 ? ·.m · ——— · ———— = S 3 mm2 m2
R = 23,3 ?
Fuerza electromotriz (f.e.m. o “?”).
Un generador es un aparato que transforma otros tipos de energía (mecánica, química) en eléctrica.
Etr ? = —— q
Es capaz de mantener entre sus extremos (bornes) una d.d.p.
“?” se mide en voltios pues es la energía transformada por unidad de carga.
Fuerza electromotriz (cont.).
Como quiera que todos los generadores consumen ellos mismos parte de la energía que generan (tienen una resistencia interna “r”) la d.d.p. entre bornes es siempre menor a la f.e.m. producida de forma que:
VA– VB = ? – I · r
Fuerza contraelectromotriz (f.c.e.m. o “?? ”).
Al igual que los generadores producen una f.e.m., los aparatos conectados a la corriente (motores) consumen una determinada cantidad de energía por unidad de carga.
A esta energía transformada por unidad de carga se denomina “?? ”.
?? también se mide en voltios.
Además, los aparatos también tienen una energía interna “r? ”: VA– VB = ?? + I · r?
Circuito eléctrico
(Gp:) Sentido de la corriente
(Gp:) ??
(Gp:) R
(Gp:) r’
(Gp:) M
(Gp:) + –
(Gp:) ?
(Gp:) r
(Gp:) C
(Gp:) B
(Gp:) A
(Gp:) V
(Gp:) A
Ley de Ohm generalizada.
VA– VB = (VA– VC ) + (VC – VB)
? – I · r = ?? + I · r? + I ·R
? –?? = I · (r? + R + r)
? –?? ? ? I = ———— = —— R + r + r? ? R
En el sumatorio consi-deraremos siempre la f.c.e.m. negativa.
??
(Gp:) + –
(Gp:) ?
(Gp:) R
(Gp:) r’
(Gp:) r
(Gp:) B
(Gp:) A
(Gp:) C
(Gp:) V
(Gp:) A
(Gp:) M
Ejemplo: Un circuito en serie está constituido por dos pilas iguales de 6 V de f.e.m. y resistencia interna de 1 ?, conectadas en serie entre sí con una resistencia de 2 ? y motor de f.c.e.m. de 4 V y y resistencia interna de 1 ?. Calcular la intensidad que recorre el circuito y la d.d.p. entre cada uno de los elementos.
? –?? 6 V + 6 V – 4 V 8 V I = ———— = —————————— = —— = 1,6 A R + r + r? 2 ? + 1 ? + 1 ? + 1 ? 5 ?
La d.d.p. entre los bornes de cada pila es:
?V = ? – I · r = 6 V – 1,6 A · 1 ? = 4,4 V
La d.d.p. entre los extremos de la resistencia es:
?V = I · R = 1,6 A · 2 ? = 3,2 V
La d.d.p. entre los bornes del motor es:
?V = ?’ + I · r’ = 4 V + 1,6 A · 1 ? = 5,6 V
Asociación de resistencias
(Gp:) + –
(Gp:) ?
(Gp:) I
(Gp:) I
(Gp:) R1
(Gp:) R2
(Gp:) SERIE
(Gp:) A
(Gp:) C
(Gp:) B
(Gp:) + –
(Gp:) ?
(Gp:) I
(Gp:) I1
(Gp:) I2
(Gp:) R1
(Gp:) R2
(Gp:) PARALELO
(Gp:) A
(Gp:) B
Asociación de resistencias
PARALELO: ?V es común. Sin embargo, I se bifurca de forma que: I = I1+ I2 + …= ? IAplicando la ley de Ohm:
?V ?V ?V 1 1 1 —— = —— + —— + … ? — = — + — + … Req R1 R2 Req R1 R2
SERIE: VA– VB = (VA– VC ) + (VC – VB)
I ·Req = I ·R1 + I ·R2 + … = ? (I · R)
Eliminando I de ambos miembros queda:
Req = R1 + R2 + … = ? R
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