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05 Unidad V Materiales Electricos.pdfTRANSCRIPT
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UNIDAD5
MATERIALESELCTRICOS
1 Ing.Wilber
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Corrienteydensidaddecorriente
Elamperiooampere(smboloA),eslaunidaddeintensidaddecorrienteelctrica.FormapartedelasunidadesbsicasenelSistemaInternacionalde
UnidadesyfuenombradoenhonordeAndrMarieAmpre.
Eslacorrienteelctrica(I)queproduceunafuerzade2x107newtonpormetroentredosconductores
paralelosseparadospor1metro.1A=1Coulombio/segundo1A=1000mA(miliamperio)
2 Ing.Wilber
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Corrienteydensidaddecorriente
Lacorriente(enamperes)atravsdeunreadadaeslacargaelctricaquepasaporesareaporunidadde
tiempo.
3 Ing.Wilber
I= dQdt
I=Q t
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Densidaddecorriente
Ladensidaddecorrienteelctricasedefinecomounamagnitudvectorialquetieneunidadesdecorrienteelctricaporunidaddesuperficie,es
decir,intensidadporunidadderea.Matemticamente,lacorrienteyladensidadde
corrienteserelacionancomo:
4 Ing.Wilber
I= JdS
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Diferentesdensidaddecorrientes
Segnsealafuentequegenerelaintensidaddecorriente,ladensidaddecorrientepodraserdeconveccin,conduccinodesplazamiento.
Densidaddecorrienteporconveccin,serelacionaconunacorrienteatravsdeunmedionoconductor.
/home/wilber/dwhelper/EMA/Campoelctrico.flv
Densidaddecorrienteporconduccinsepresentacuandolacorrientefluyeporconductores
DensidaddecorrientededesplazamientoDeberesperarunpardeunidadesparadefinirla.
5 Ing.Wilber
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Densidaddecorriente
Corrientecruzandounaseccindeformaperpendicular
Recordarquecorrienteescargaporunidadtiempo
:Eslavelocidaddearrastre
6 Ing.Wilber
I=J n S
I=Q t
=v S l t
=v S u
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Velocidaddearrastre
Cuandoseaplicauncampoelctricoaunconductor,loselectrones son acelerados por el campo, aunque estaenerga cintica es inmediatamente disipada por loschoques con los iones de la red. Los electrones soncontinuamenteaceleradosyfrenadosenunmovimientosimilaraladelascanicasdelafigura.Elresultadonetode esta aceleracin y disipacin es una velocidad deequilibriomuybajadenominadavelocidaddearrastre.
7 Ing.Wilber
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Densidaddecorriente
Corrienteenunfilamento
Densidaddecorriente(Componentedelfilamento)
DensidaddecorrienteEncualquierdireccin
8 Ing.Wilber
J y= I S
=v u y
J=v u
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Densidaddecorrientedeconduccin
Laintensidaddecorrientesepresentaenmaterialesconductores,porloqueloselectronesnofluirnlibrementeyaquechocanconlareddeelectrones
presentesenelmaterial.
9 Ing.Wilber
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Densidaddecorrientedeconduccin
Fuerzasobreelectrones
Aplicandola2leydeNewton
VelocidaddederivaPromedio
:intervalotemporalpromedioentrecolisiones.10 Ing.Wilber
F=e E
mu =e E
u= e m
E
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Densidaddecorrientedeconduccin
Sihaynelectronesporunidaddevolumen
Porlotantoladensidaddecorrienteporconduccin,setiene:
11 Ing.Wilber
v=ne
J=v u=ne2 m
E= E
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Densidaddecorrientedeconduccin
EslaleydeOhmenformapuntual
Dondeeslaconductividaddelconductor.
12 Ing.Wilber
J= E
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ConductividadElctrica.
13 Ing.Wilber
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ConductividadElctrica.
14 Ing.Wilber
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Continuidaddelacorriente
Elprincipiodeconservacindelacargasefundamentaenquelascargasnosecreannisedestruyen,aunquecantidadesigualesdecargas
positivasynegativaspuedensersimultneamentecreadas,obtenidasporseparacin,destruidasoperdidaspor
recombinacin.
15 Ing.Wilber
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Continuidaddelacorriente
Sedebetenerenmentequeunadisminucindecargapositivatambinsepuedevercomounaumentode
carganegativa.
16 Ing.Wilber
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Continuidaddelacorriente
Porloquesedebecumplirque
AplicandoelteoremadelaDivergencia
Comparandolosresultadosanteriores
17 Ing.Wilber
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Continuidaddelacorriente
Lasderivadasseconviertenenparcialesalinteriordelaintegral.
Laecuacindecontinuidades:
18 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Unconductorperfectonopuedeconteneruncampoelectrostticoensuinterior,porloqueunconductorseconsideracomouncuerpo
equipotencial
19 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
20 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Cuandounconductornoperfectosesometeaunadiferenciade
potencial,lacampoelctriconoescero.Porloquenoexistecondicionesestticas.
21 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Diferenciadepotencial:
Densidaddecorrienteeintensidaddecorriente:
22 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
ResistenciaElctrica:
23 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Resistencia Elctrica segn en anlisis de circuitos ysegnanlisisdecampos:
24 Ing.Wilber
R=VI= Edl EdS
R= L A
=VI
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Conductoresmetlicos
Quesunaconexinserie?Quesunaconexinparalela?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenserie?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenparalelo?
25 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Quesunaconexinserie?
26 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Quesunaconexinserie?Quesunaconexinparalela?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenserie?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenparalelo?
27 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Quesunaconexinparalela?
28 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
CuleslaresistenciaentrelosextremosAB?
29 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
CuleslaresistenciaentrelosextremosAB?
30 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
Cul es la resistencia entre los extremos delconotruncado?
31 Ing.Wilber
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Conductoresmetlicos
LapotenciaP(enwatts)eslarapidezdecambiodelaenergaW(enjoules)
ofuerzaporvelocidad.
32 Ing.Wilber
vdv Eu= Evu dv
P= EJ dv
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Conductoresmetlicos
SeconocecomoleydeJoule.
Clculodepotencia
33 Ing.Wilber
P= EJ dv
P= E dl J dS=V I P=I 2R
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Propiedadesdelosconductoresycondicionesdefrontera
34 Ing.Wilber
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Propiedadesdelosconductoresycondicionesdefrontera
35 Ing.Wilber
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Propiedadesdelosconductoresycondicionesdefrontera
36 Ing.Wilber
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Cargainducidaenunconductoresfrico
file:///home/wilber/Documentos/Asignaturas/EMA115/Libros/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htmhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htm
37 Ing.Wilber
file:///home/wilber/Documentos/Asignaturas/EMA115/EMA115%20Presentaciones/Libros/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htmhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htm
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Semiconductores
Sercubiertoenlatareaexaula.
38 Ing.Wilber
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Tareaexaula:8deoctubre
Presentaruninformeformarengruposdetrespersonas.Lostemasquese
investigarnson:Conductores,semiconductores,aislantesy
superconductividad.
Presentarresumendeleccin30y31delosvdeosdelUniversoMecnico.
39 Ing.Wilber
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Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
Proyeccintangencialalasuperficie
40 Ing.Wilber
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Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
Proyeccinnormalalasuperficie
Sinohaycargaenlasuperficie:
41 Ing.Wilber
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Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
Componentesnormales:
Componentestangenciales:
42 Ing.Wilber
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Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
ngulosdeentradaysalida:
Magnituddecampoydensidaddecampoelctrico
43 Ing.Wilber
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Capacitancia
Lacargaelctricaendosconductoresesdirectamenteproporcionalaladiferenciadepotencialentrelosconductores.
44 Ing.Wilber
C=Eds-
+EdL
C= QV O
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ClculodeCapacitancia
Capacitordeplacasparalelas
45 Ing.Wilber
E=s0=
Q0 A
V=E d=Qd0 A
C= QV
= QQd /0 A
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ClculodeCapacitancia
Dosesferasconcntricas
46 Ing.Wilber
V bV a=abE r dr=
Q40
ab drr2
V bV a=Q
4 0( 1b1a)
V=V bV a=Q
40(ba)ab
C= qV
=V bV a=40abba
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Combinacionesdecapacitancia
Conexinenparalelo
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Combinacionesdecapacitancia
Conexinenserie
48 Ing.Wilber
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Combinacionesdecapacitancia
Conexinenserie
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Combinacionesdecapacitancia
Combinacinserieyparalelo.
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Energaalmacenadaenuncapacitor
Diferencialdetrabajo:
Parauncapacitordeplacasparalelas
51 Ing.Wilber
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...
FINDECONTENIDO.
52 Ing.Wilber
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