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Corriente y Corriente y resistencia resistencia

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  • Corriente y resistencia

  • Objetivos: Despus de completar este mdulo deber:Definir corriente elctrica y fuerza electromotriz.Escribir y aplicar la ley de Ohm a circuitos que contengan resistencia y fem.Definir la resistividad de un material y aplicar frmulas para su clculo.Definir y aplicar el concepto de coeficiente de temperatura de la resistencia.

  • Corriente elctricaLa corriente elctrica I es la tasa del flujo de carga Q a travs de una seccin transversal A en una unidad de tiempo t.Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un coulomb por segundo.

  • Ejemplo 1. La corriente elctrica en un alambre es de 6 A. Cuntos electrones fluyen a travs de un punto dado en un tiempo de 3 s? q = (6 A)(3 s) = 18 CRecuerde 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 direccin de e- que fluye de a +. Corriente convencional: El movimiento de +q de + a tiene el mismo efecto.

  • Fuerza electromotrizUna fuente de fuerza electromotriz (fem) es un dispositivo que usa energa qumica, mecnica u otra para proporcionar la diferencia de potencial necesaria para corriente elctrica.

  • Analoga de agua para FEMLa fuente de fem (bomba) proporciona el voltaje (presin) para forzar electrones (agua) a travs de una resistencia elctrica (constriccin estrecha).

  • Smbolos de circuito elctricoCon frecuencia, los circuitos elctricos contienen uno o ms resistores agrupados y unidos a una fuente de energa, como una batera.Con frecuencia se usan los siguientes smbolos:

  • Resistencia elctricaSuponga que se aplica una diferencia de potencial constante de 4 V a los extremos de barras geomtricamente similares de, por decir, acero, cobre y vidrio.La corriente en el vidrio es mucho menor para el acero o el hierro, lo que sugiere una propiedad de los materiales llamada resistencia elctrica R.

  • Ley de Ohm

  • Ejemplo 2. Cuando una batera de 3 V se conecta a una luz, se observa una corriente de 6 mA. Cul es la resistencia del filamento de la luz?R = 500 WLa unidad SI para la resistencia elctrica es el ohm, W:

  • Smbolos de circuito de laboratorio

  • Factores que afectan la resistencia1. La longitud L del material. Los materiales ms largos tienen mayor resistencia.2. El rea A de seccin transversal del material. Las reas ms grandes ofrecen MENOS resistencia.

  • Factores que afectan R (Cont.)3. La temperatura T del material. Las temperaturas ms altas resultan en resistencias ms altas.4. El tipo del material. El hierro tiene ms resistencia elctrica que un conductor de cobre geomtricamente similar.

  • Resistividad de un materialLa resistividad r es una propiedad de un material que determina su resistencia elctrica R.Al recordar que R es directamente proporcional a la longitud L e inversamente proporcional al rea A, se puede escribir:La unidad de resistividad es el ohm-metro (Wm)

  • Ejemplo 3. Qu longitud L de alambre de cobre se requiere para producir un resistor de 4 mW? Suponga que el dimetro del alambre es 1 mm y que la resistividad r del cobre es 1.72 x 10-8 W.m .A = 7.85 x 10-7 m2L = 0.183 mLa longitud requerida es:

  • Coeficiente de temperaturaPara la mayora de los materiales, la resistencia R cambia en proporcin a la resistencia inicial Ro y al cambio en temperatura Dt.Cambio en resistencia:El coeficiente de temperatura de la resistencia, a es el cambio en resistencia por unidad de resistencia por unidad de grado en cambio de temperatura.

  • Ejemplo 4. La resistencia de un alambre de cobre es 4.00 mW a 200C. Cul ser su resistencia si se calienta a 800C? Suponga que a = 0.004 /Co.Ro = 4.00 mW; Dt = 80oC 20oC = 60 CoDR = 1.03 mWR = Ro + DRR = 4.00 mW + 1.03 mWR = 5.03 mW

  • Potencia elctricaLa potencia elctrica P es la tasa a la que se gasta la energa elctrica, o trabajo por unidad de tiempo.Para cargar C: Trabajo = qVSustituya q = It , entonces:P = VI

  • Clculo de potenciaAl usar la ley de Ohm, se puede encontrar la potencia elctrica a partir de cualquier par de los siguientes parmetros: corriente I, voltaje V y resistencia R.Ley de Ohm: V = IR

  • Ejemplo 5. Una herramienta se clasifica en 9 A cuando se usa con un circuito que proporciona 120 V. Qu potencia se usa para operar esta herramienta?P = VI = (120 V)(9 A)P = 1080 WEjemplo 6. Un calentador de 500 W extrae una corriente de 10 A. Cul es la resistencia?R = 5.00 W

  • Resumen de frmulasCorriente elctrica:Ley de Ohm

  • Coeficiente de temperatura de la resistencia:Resumen (Cont.)Resistividad de materiales:Potencia elctrica P:

  • CONCLUSIN: Captulo 27Corriente y resistencia

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