semana 4 - electrodinamica

7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica

http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 1/21

ING. RAÚL G. MATOS ACUÑA

CICLO 2012-III Módulo: II

Unidad: 3 Semana: 4

FÍSICA III



ELECTRODINÁMICA



ORIENTACIONES

OBJETIVO: Que el estudiante pueda definir la corrienteeléctrica y la fuerza electromotriz. Escribir y aplicar la ley deOhm a circuitos que contengan resistencia y f.e.m. y definir la

resistividad de un material así como aplicar fórmulas para sucálculo.

El estudiante para lograr los objetivos específicos de la unidad 3debe conocer y estar entrenado en los temas de la unidad 2.



CONTENIDOS TEMÁTICOS

ELECTRODINÁMICA

1.-Corriente eléctrica

2.-Fuerza electromotriz3.-Resistencia eléctrica

4.-Ley de Ohm

5.-Resistividad de un material

6.-Potencia eléctrica



Símbolos de circuito eléctrico

Con frecuencia, los circuitos eléctricos contienen uno o másresistores agrupados y unidos a una fuente de energía,como una batería.

Los siguientes símbolos se usan con frecuencia:

+ - + -- + - + -

Tierra Batería

-+

Resistor



MOTIVACION 1

VER EL SIGUIENTE LINK:

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

http://www.ifent.org/Lecciones/electrodinamica.htm

http://www.fisicapractica.com/corriente-resistencia.php

http://www.youtube.com/watch?v=j2_XnY0Hv38

http://www.youtube.com/watch?v=RyZxOWlNowQ















Corriente eléctrica

La corriente eléctrica I es la tasadel flujo de carga Q a través deuna sección transversal A en una

unidad de tiempo t.

Q I

t

1C1 A

1 s

Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de uncoulomb por segundo.

A+

- Alambre

+Q

t



Ejemplo 1. La corriente eléctrica en un alambre es de 6 A.¿Cuántos electrones fluyen a través de un punto dado en

un tiempo de 3 s?

I = 6 A

;q

I q It t

q = (6 A)(3 s) = 18 C

Recuerde que: 1 e- = 1.6 x 10-19 C, luego convierta:

En 3 s: 1.12 x 1020 electrones



Corriente convencionalImagine un capacitor cargado con Q = CV al que se permite descargarse.

Flujo de electrones: La dirección de e-

que fluye de – a +.

Corriente convencional: El movimientode +q de + a – tiene el mismo efecto.

Los campos eléctricos y el potencial se definen en términosde +q, así que se supondrá corriente convencional (incluso siel flujo de electrones puede ser el flujo real).

++

--

+ -

Flujo deelectrones

+ -+ -

e-

Flujo convencional

+



Fuerza electromotriz

Una fuente de fuerza electromotriz (fem) es undispositivo que usa energía química, mecánica u otrapara proporcionar la diferencia de potencial necesariapara corriente eléctrica.

Líneas detransmisión

Batería Generador eólico



Resistencia eléctrica

Suponga que se aplica una diferencia de potencial constante de4 V a los extremos de barras geométricamente similares de, por decir, acero, cobre y vidrio.

4 V 4 V 4 V

Acero Cobre Vidrio

I s I c I g

La corriente en el vidrio es mucho menor para el acero o el hierro, loque sugiere una propiedad de los materiales llamada resistenciaeléctrica R.



Ley de Ohm

La ley de Ohm afirma que la corriente I a través de unconductor dado es directamente proporcional a la diferenciade potencial V entre sus puntos extremos.

La ley de Ohm permite definir la resistencia R y escribir lassiguientes formas de la ley:

; ;V V

I V IR R R I

V I Ohmde Ley



Ejm 2. Cuando una batería de 3 V se conecta a una luz, seobserva una corriente de 6 mA. ¿Cuál es la resistencia del

filamento de la luz?

Fuente de FEM

R

I

+ -

V = 3 V

6 mA

R = 500 W

La unidad SI para la resistencia

eléctrica es el ohm, W:

1 V1

1 AW



AmperímetroVoltímetro ReóstatoFuente deFEM

Reóstato

A

Símbolos de circuito de laboratorio

V fem

-

+



Factores que afectan la resistencia1. La longitud L del material. Los materiales más largos tienen mayor resistencia.

1 W

L

2 W

2L

2. El área A de sección transversal del material. Las áreas más grandes ofrecenMENOS resistencia.

2 W

A

1 W

2A

3. La temperatura T del material. Las temperaturas más altas resultan enresistencias más altas.

4. El tipo del material. El hierro tiene más resistencia eléctrica que un conductorde cobre geométricamente similar.

Ro R > Ro

Ri > Rc

Cobre Hierro



Resistividad de un material

La resistividad r es una propiedad de un material quedetermina su resistencia eléctrica R .

Al recordar que R es directamente proporcional a la longitud L e

inversamente proporcional al área A, se puede escribir:

or L RA

R

A L

r r

La unidad de resistividad es el ohm-metro (Wm)



Ejemplo 3. ¿Qué longitud L de alambre de cobre serequiere para producir un resistor de 4 mW? Suponga que

el diámetro del alambre es 1 mm y que la resistividad r delcobre es 1.72 x 10-8 W.m .

A = 7.85 x 10-7 m2

L R

A r

L = 0.183 mLa longitud requerida es:



Potencia eléctrica

La potencia eléctrica P es la tasa a la que se gasta laenergía eléctrica, o trabajo por unidad de tiempo.

V q

V

Para cargar C: Trabajo = qV

Sustituya q = It , entonces:

P = VI

I

t

q I

t

qV

t

Trabajo P e



Cálculo de potencia

Al usar la ley de Ohm, se puede encontrar la potenciaeléctrica a partir de cualquier par de los siguientesparámetros: corriente I , voltaje V y resistencia R .

Ley de Ohm: V = IR

2

2; ; V P VI P I R P R



CONCLUSIONES Y/O ACTIVIDADES DE INVESTIGACIÓNSUGERIDAS

• En la clase practica se evaluarán y representarán la resistenciaeléctrica y la ley de Ohm. El estudiante debe revisar losproblemas propuestos.

• Se sugiere que el alumno revise los links y/o videos del tutorial.

• Revisar el BLOG del curso.

• La próxima tutoría tratará sobre las Leyes de Kirchhoff. Elestudiante debe revisar los tutoriales de la semana 3 y 4.



GRACIAS

semana 4 - electrodinamica

Documents