capítulo 4 corriente elÉctrica · conducción y resistencia eléctrica – 2.1 corriente...
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Capítulo 4 CORRIENTE ELÉCTRICA
• 4.1 Corriente eléctrica
y movimiento de cargas.
(25.1)
4.2 Resistencia y Ley
de Ohm. (25.2)
4.3 La energía en los
circuitos eléctricos.
(25.3)
4.4 Combinaciones de
resistencias. (25.4)
• BIBLIOGRAFÍA • - Tipler. "Física". Cap. 25
Reverté.
• 2. Conducción y resistencia
eléctrica
– 2.1 Corriente eléctrica
• 2.3Resistencia eléctrica
– 2.3.1 La ley de Ohm
– 2.3.2 La densidad de corriente
eléctrica
– 2.5 El generador eléctrico: la
batería
• 2.6 Potencia y energía eléctrica
– 2.6.1 La ley de Joule
• 6. Elementos de los circuitos
eléctricos.
– 6.2 Magnitudes fundamentales
– 6.4 Elementos básicos de los
circuitos y clasificación
• BIBLIOGRAFÍA
• - Fundamentos Físicos de la Ingeniería. Temas 4 y 5
Mc Graw Hill
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Capítulo 4 CORRIENTE ELÉCTRICA
• 4.5 Reglas de
resolución de
circuitos eléctricos.
(25.5)
4.6 Circuitos RC y
RL. (25.6) y (28.8)
• BIBLIOGRAFÍA • - Tipler. "Física". Cap. 25
Reverté.
• 7. Leyes fundamentales de
los circuitos eléctricos.
– 7.1 Leyes fundamentales
(Kirchhoff)
– 7.2 Estudio de la estructura
de los circuitos eléctricos
– 7.3 Análisis de circuitos
• 8.4 Análisis de circuitos de
primer orden en régimen
transitorio
– 8.4.1 Circuitos in fuentes de
excitación
– 8.4.2 Circuitos con fuentes
de excitación
• BIBLIOGRAFÍA • - Fundamentos Físicos de la Ingeniería.
Temas 4 y 5 Mc Graw Hill
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4.1 CORRIENTE ELÉCTRICA Y MOVIMIENTO DE CARGAS
Conductor: Material en el cual algunas de las partículas cargadas
(portadores de carga) se pueden mover libremente.
Corriente eléctrica
Flujo de cargas
eléctricas que, por
unidad de tiempo,
atraviesan un área
transversal
t
QI
Unidad: Amperio
1A = 1C/s
Sentido de la corriente: Coincide con el de los portadores de carga
positivos.
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4.2 RESISTENCIA Y LEY DE OHM
El campo eléctrico está
dirigido de las regiones de
mayor potencial a las de
menor potencial.
L EVVV ba
Resistencia eléctrica: Es una medida
de la oposición que ejerce un
material al flujo de carga a través
de él.
I
VR Unidad: Ohmio
1=1V/A
R IV Ley de Ohm
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Resistividad:
Expresa la relación entre la resistencia de un conductor y su tamaño.
A
LR Unidades de : .m
Conductividad:
Es la inversa de la resistividad A
LR
Cº20t120
: coeficiente de temperatura de la
resistividad.
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Ejercicio 1ª semana 2011 grado tic
0,00423
101,0102
1031082,2
33
28
A
LR
mV37,10,004230,325RIV
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Código de colores para resistencias
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examen enero 2012 grado tic
510255,2 M
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4.3 ENERGÍA EN LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS
En un conductor, el flujo de carga positiva se hace de potenciales altos
a potenciales bajos, mientras que los electrones lo hacen en sentido
contrario. Esto se traduce en que la carga pierde energía potencial y
gana energía cinética que se transforma de inmediato en energía
térmica.
En A1 U1 = V1 Q
En A2 U2 = V2 Q
VQVVQU 12 V QU
Energía perdida por
unidad de tiempo V IV
t
Q
t
U
Potencia disipada
V IP
Se mide en vatios (W)
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4.3 POTENCIA. LEY DE JOULE
1.- Energía disipada en una resistencia
RIP 2Ley de
Joule
2.- Energía cedida por una batería
Potencia de salida: Rapidez con la que los
portadores ganan energía eléctrica.
r II Po
2
En cualquier caso P = V I, donde V es la diferencia de potencial entre
los extremos del elemento e I la corriente que lo atraviesa.
R
VP
2
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examen febrero 2012 tic
%52,61062 2 k
VPRVR
VVIP 8,27620010125 3
max
2
max
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4.4 COMBINACIONES DE RESISTENCIAS
La resistencia equivalente de una combinación de resistencias es el
valor de una única resistencia que, reemplazada por la combinación,
produce el mismo efecto externo.
I
VReq
V: ddp entre los extremos de la asociación
I: corriente a través de la combinación
Asociación en serie Asociación en paralelo
i
ieq RR i
ieq R
1
R
1
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Ejercicio 2 examen 2ª semana 2011
4/3)3/23/2/(1/1/1/1 //21// RRRR
2/321 RR
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Ej 7 2ª semana 2013
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Ej5 2ª semana 2011 D C
C
D
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4.5 Reglas de resolución de circuitos eléctricos
Leyes de Kirchhoff: Son útiles para encontrar las corrientes que
circulan por las diferentes partes de un circuito o las caídas de
potencial que existen entre dos puntos determinados de dicho circuito.
Conceptos previos
Nudo: Intersección de tres o más conductores.
Malla: Todo recorrido cerrado en un circuito.
Rama: Es un elemento o grupo de elementos conectados entre dos
nudos.
• En un circuito de R ramas, hay M=R-N+1 mallas independientes
• En este circuito hay 2 nudos: B y E
• Hay 3 mallas: ABEF, BCDE, ABCDEF
(dependiente de las dos anteriores)
• Hay 3 ramas: BAFE, BE, BCDE
• M=3-2+1=2 mallas independientes
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Ejercicio 7 1ª semana 2013 tic
• m=r-n+1;r=m+n-1=3+6-1=8 ramas
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Ley de Kirchhoff de las corrientes (LKC): En cualquier instante, la
suma algebraica de todas las corrientes que concurren en un nudo es
cero.
I1 I3
I2
0III 321
Corrientes que salen del nudo (+)
Corrientes que entran en el nudo (-)
Convenio
0I
Regla de
los
nudos
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Ley de Kirchhoff de los voltajes (LKV): La suma algebraica de todas
las caídas de tensión a lo largo de una malla debe ser nula en cualquier
instante.
Convenio
I
1 2
1 2
En una resistencia hay una caída de
tensión positiva en el sentido de la
corriente (V12>0)
En una batería hay una caída de tensión
positiva en el sentido del terminal positivo
al negativo, independientemente del
sentido de la corriente (V12>0)
0VRegla de
las
mallas
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Ejercicio 7 examen septiembre 2011
246100610)10(141 2121 iiiimalla
i2
i1
1086068102 2112 iiiimalla
21;3 1221 iiiii
LEY KIRCHOFF
DE MALLAS
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Ejercicio 3 1ªsemana 2011 grado tic
71,511
1
32
23
RR
R
VIP
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Ejercicio 3 1ªsemana 2011 grado tic
1271,571,150)(1 2123223111 iiRiRRiumalla
i2 i1
LEY KIRCHOFF DE MALLAS
WIVIVPPP 16,198533,0164533,012221121
1671,1571,50)(2 2123123422 iiRiRRiumalla
4533,08533,0 12 ii
71,523R
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Ejercicio 7 examen septiembre 2011
i2
i3
11/13/)11/13(
0)11/5()11/4()2()2(
11/4)11/5(3311/5
04)3(404
303
0)2(
11
111321
11113213
1313132132
132123
321
riVRriV
riririVriririV
iiiiiiii
iiiiiiiririri
iiiririri
riririV
EQ
i1
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examen septiembre 2012 grado tic
i2
i1
WivP
WAiivP
WviP
ensidadfuente
tensiónfuente
003
7262
0012
133
22int_
1_
02)321(12:1
6:corriente de
21
2
iimalla
igenerador
AiiiiLKCii 6;0:;6;0 222121