Interacciones 4º - Capítulo 11 - Unidad 2 · Analizaremos circuitos formado por dos receptores y...

CORRIENTE ELÉCTRICA.•.Capítulo 11interacciones • campos y ondas / física 1º b.d. 135

Corriente eléctrica

Enelcapítuloanteriorestudiamossituacionesdondelascargaspermane-cíanenreposo.Ahoraanalizaremossituacionesdondelascargaseléctricasestánenmovimiento.

Denominamos corriente eléctrica al desplazamiento de cargaseléctricasporunmedioconductor.

Sienunmedioconductorgeneramosuncampoeléctrico,sobrecadacargapertenecientealmedioactuaráunafuerzaeléctrica.Lascargaslibresse pondrán en movimiento, ya que actúa sobre ellas una fuerza que lasacelera.Estafuerzatieneelmismosentidodelcamposilacargaespositivaysentidoopuestosilacargaesnegativa(fig1).

Podemosgeneraruncampoeléctricoenunmediovinculándoloconcablesconductoresaunapilaounabatería.Estetipodedispositivossellamangeneradoresofuentesdecorrienteylosestudiaremosconmayordetalleenelcapítulo15.

Analicemos dos situaciones:

En lafigura2aconectamos losextremosdeunconductormetálicoaunabatería.Lascargaslibresdelconductorsonelectronesdelosorbitalesmenosligadosalátomo.Comosucargaesnegativa,semoveránensenti-docontrarioalcampoeléctrico.

Enlasegundasituación,sumergimosdosbarrasmetálicasenunasolu-ciónácidaosalinaylasconectamosaunabatería(fig2b).Lascargaslibresenlasoluciónsonionespositivosynegativos.Lospositivossemoveránenelsentidodelcampoeléctricoylosnegativosensentidoopuesto.

En ambos casos tenemos desplazamiento de cargas eléctricas. Sola-mentenosocuparemosdelestudiodelmovimientodecargas(electrones)enconductoresmetálicos.

Fig. 1. La fuerza eléctrica sobre cargas positivas tiene el mismo sentido del campo eléctrico. La fuerza eléctrica sobre cargas negativas tiene sentido contrario al campo eléctrico.

Fig. 2a.

Fig. 2b. Los iones positivos se mueven en el sentido del campo eléctrico y los negativos en sentido contrario

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Corriente eléctrica

CAPÍTULO 11

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136 Capítulo 11 • CORRIENTE ELÉCTRICA interacciones • campos y ondas / física 1º b.d.

Efectos de una corriente eléctrica

Simiramosuncable,nopodemosdarnoscuentasiporélcirculaunacorrienteeléctricaono,aunquenotengalaprotecciónplásticacorrespon-diente.Podemosdetectarlacirculacióndecorrienteobservandolosefec-tosqueéstaproduce.

Efecto térmico o efecto Joule

Si observamos una lámpara encendida, sabemos que por ella circulacorriente.Pero¿quéobservamosenrealidad?Obviamente,novemoslascargaseléctricasmoviéndoseporelfilamentodelalámpara.Loqueapre-ciamosesunodelosefectosdelacorrienteeléctrica,elefecto térmico o efecto Joule.Todacorrienteeléctricaaumentalaenergíainternadelcon-ductorporelquecircula.Estoocurreporelaumentodevelocidaddeloselectronesyporelaumentodelafrecuenciadeloschoquesdelascargaslibrescuandosedesplazanporlaredcristalinadelmaterialconductor.Porlotantoaumentasutemperaturaygeneralmentecedeenergíaalambien-teenformadecalor.Silatemperaturadelconductoraumentalosuficientesetornaincandescenteyemiteluz,comoelfilamentodelalámparaoelrulodeunaestufaacuarzo.

Efecto magnético o efecto Oersted

Sicolocamosunabrújulacercadeunconductorconectadoaunaba-tería,suagujasedesvía(fig3).Estoocurreporquetodacorrienteeléctricageneraasualrededoruncampomagnético.Aestapropiedadseladeno-minaefecto magnético o efecto Oersted(fig4).Motores,timbresymu-chosotrosaparatosfuncionanbasadosenesteefecto,queenelcapítulo18estudiaremosconmayorprofundidad.

Efecto químico

Cuando una corriente eléctrica circula por un conductor puede pro-ducircambiosquímicos.Unejemploimportantedelefecto químicoeslaelectrólisis.Eselfenómenoenelcuálpormediodeunacorrienteeléctri-capodemosdescomponersustanciasenloselementosquelaforman.Seaplicaencromados,niqueladosyjoyería(bañosdeoroyplata).

Circuito Eléctrico

Paraestablecerunacorrienteeléctricadebemosteneruncircuitoeléc-tricocerrado(fig5).Elmismoestáformadoportrescomponentesbásicos:generador,receptorycablesconductores.

Elgeneradoreseldispositivoquetransformaalgúntipodeenergíaenenergíapotencialeléctrica.Ejemplosdegeneradores:pilas,baterías,alter-nadores,dínamos.

El receptor transforma la energía potencial eléctrica en otro tipo deenergía,dependiendodesuutilidadpráctica.Ejemplosdereceptores:re-sistores,lámparas,estufas,motores,equiposdeaudio,yunsinfindeelec-trodomésticosyaparatosquefuncionaneléctricamente.

Fig. 3. Al establecerse una corriente eléctrica en el conductor, la aguja magnética de la brújula se desvía.

Fig. 4. Hans Christian Oersted (1777-1851) físico y químico danés. En 1820 descubrió la relación entre la electricidad y el magnetismo en un experimento muy sencillo, que llevó a cabo ante sus alumnos. Demostró que un hilo conductor de corriente podía mover la aguja de una brújula, sentando las bases del Electromagnetismo.

Fig. 5. Circuito eléctrico.

++

__



Los cables conductores son generalmente alambres metálicos recu-biertosdeunaprotecciónplástica.Unenloselementosyamencionados,proporcionandoalascargasuncaminocasisinoposición.

Algunoselementospresentanpolaridad,esdecirtienenunterminaldeconexiónpositivoyotronegativo,comounapila.Paracumplirsufuncióndeben conectarse al circuito respetando su polaridad. Otros elementoscomolaslámparasoresistoresnotienenpolaridad.

Para representar en forma simplificada los elementos de un circuitoeléctrico,seutilizanlossiguientessímbolos(fig6).

Sentido de la corriente eléctrica

Cuandolacomunidadcientíficacomenzóainteresarseporlosfenóme-nos eléctricos ya estaban bastante avanzados los estudios relacionadosconlahidrodinámica.Unodelosprimerosproblemasaresolvercuandolasciudadesfueroncreciendo,fuecómodistribuirelaguacorrienteycómodrenarlasaguasresidualesyfluvialeshaciaafueradelaciudadoaunríocercano.TambiénestuvierondemodaenelsigloXVIlosjardinesconfuen-tes y atracciones con agua. Esto favoreció la interpretación de los fenó-menos eléctricos basándose en los hidráulicos. A esta forma de explicar

Fig. 6. Símbolos que utilizaremos para los elementos de circuitos eléctricos.



quésucedealestablecerseunacorrienteeléctricaseladenominamodelo hidráulico de la corriente eléctrica.Deéstemodeloheredamosdenomi-nacionesqueseutilizanaúnhoy,basadasenconceptoshidrodinámicos:corrientedeagua,corrienteeléctrica;fuentedeagua,fuentedecorrienteeléctrica;flujodeagua,flujodecorriente.

Elaguasiempresemueveespontáneamentedeuntanqueamayoral-turaaunomásbajo,desdedondetienemayorenergíapotencialgravita-toriaadondetienemenor.Análogamentealcomportamientodelagua,sesupusoquelascargassemovíandesdeelbornedepotencialeléctricomásalto,elpositivo,aldemenorpotencialeléctrico,elnegativo.Recordemosqueloscientíficosqueestudiabanlosfenómenoseléctricosnoconocíanaúnlanaturalezadelascargas.

Denominamos sentido convencional de la corriente al que con-sideraquecargaspositivassemuevendesdeelterminalpositivoalnegativodelgenerador(fig7).

Denominamossentido real de la corriente eléctricaalqueconsi-deraquecargasnegativassemuevendesdeelterminalnegativoalpositivodelgenerador(fig8).

Enlosmetalestenemosunflujodeelectronesquesemuevendesdeelbornenegativoalpositivodelafuenteeléctrica.

Corriente continua y alterna

Sielsentidodelacorrienteeléctricapermanececonstanteamedidaquepasaeltiempo,lacorrienteescontinua.Eseltipodecorrientequecirculaporelfilamentodeunalámparadeunalinternaquefuncionaconpilas.

Silacorrientecambiadesentidoperiódicamente,lacorrienteesalter-na. Por la instalación eléctrica domiciliaria circula una corriente de estetipo,quecambiadesentido100vecesenunsegundo.LaredeléctricadeUTEnosproporcionacorrientealternaconunafrecuenciade50Hz,esdecirconunperíodode0,020s.

Receptores conectados en serie y en paralelo.

Enuncircuitoeléctricopodemoscombinarvariosreceptoresy/ofuen-tes.Analizaremoscircuitosformadopordosreceptoresyungenerador.

Losreceptorespuedenconectarsededosformasdistintas:enparaleloyenserie.

Dosreceptoresestánconectados en paralelo, siestánconectadosalos mismos puntos del circuito, en el ejemplo de la figura 9a los puntos“A”y“B”.Aestospuntosselesdenominanudos.Sidesconectamosunodelosreceptores,elotroreceptorcierraelcircuito,porloquepuedeseguircirculando corriente por él (fig 9b). Si los receptores fueran lámparas, aldesconectarunalaotracontinúaencendida.

Fig. 9a. Los dos receptores en paralelo están conecta-dos a los puntos “A” y “B”

Fig. 9b. Si se desconecta un receptor, el circuito se cierra por el otro

-+

-+

Fig. 8. Sentido real de la corriente. Las cargas negativas se mueven de negativo a positivo

Fig. 7. Sentido convencional de la corriente. Las cargas positivas se mueven de positivo a negativo



Fig. 9c. Los dos receptores en serie están conectados uno a continuación de otro, solo tienen en común un punto.

Fig. 9d. Si se desconecta un receptor, el circuito no se cierra, no circula corriente eléctrica.

Dosreceptoresestánconectados en seriesiestánconectadosunoacontinuacióndelotro(fig9c).Loselementostienenunsolopuntoenco-mún,quenoestáconectadoauntercerelemento.Sidesconectamosunodeellos,abrimoselcircuitoydejadecircularcorrienteporelotro(fig9d).Sisetrataradelámparas,aldesconectarunaseapagalaotra.

Enlainstalacióneléctricadomiciliariatodosloselementosoelectrodo-mésticosseconectanenparalelo.Esonospermitehacercircularcorrientesolamente por el que necesitamos, independientemente de que los de-másesténencendidosono.(Imagínateelabsurdoqueseríaquetodoslosaparatosdebanfuncionaralavez).Laslucesqueadornanlosárbolesdenavidad,esunejemplodereceptores,enestecasolamparitas,conectadasenserie.Todaslaslámparasestánconectadasenserie.Unadeellastieneundispositivo,generalmentetérmico,quefuncionacomointerruptor.Alcortarelpasajedelacorriente,hacequetodasseapaguen;cuandovuelveadejarpasarcorriente,todaslaslámparasseenciendennuevamente.

Ejemplo 1

Uncircuitodecorrientecontinuaestá formado por un generador,treslámparasytresinterruptorescomomuestralafigura10.

a) Describecómoseencuentranconectadaslaslámparas.Lalámparas1y2estánconecta-das a los mismos puntos del cir-cuito,porloqueestánenparale-lo.Lalámpara3estáconectadaacontinuación, por lo que está enserieconrespectoa1y2.

b) ¿Qué lámparas se enciendenalcerrarelinterruptor3?Alcerrarelinterruptor3nosecie-rrauncircuito,porloqueningunadelastreslámparasseenciende.

c) ¿Qué interruptores debo ce-rrarparaqueseenciendalalám-para1?Debemos cerrar el interruptor 1para que el circuito se cierre porla lámpara1,peroestonoessu-ficiente porque el circuito estáabierto en el interruptor 3. Porlo tanto para que se encienda lalámpara1debemoscerrarlosinterruptores1y3.

Fig. 10.

+ -

+ -

+ -

1

1

1

2

2

2

3

3

3



Intensidad de corriente

Si por un conductor circula una corriente eléctrica, por una seccióntransversaldelmismopasaciertacantidaddecarga,yaqueestasseestándesplazandoporelconductor(fig11).

Laintensidaddecorrienteesunamagnitudfísicaquevinculalacargaeléctricaquepasaporunconductorconeltiempoquedemoraenpasar.

Sedefinecomoelcocienteentrelacantidaddecarga“q”quepasaporunaseccióntransversaldeunconductoryeltiempoquedemoraenpasar“∆t”.

Iqt

=∆

Apartirdeéstadefiniciónpodemosdeducirquela intensidaddeco-rrienteserámayorsipasaunagrancantidaddecargaenpocotiempo.

Unidades de intensidad.

EnelSistemaInternacionaldeUnidades,lacargasemideenCoulombyeltiempoensegundos.

[q]=C

[∆t]=s

[I]= Cs

=A

LaunidaddeintensidadC/ssedenominaAmpere,enhonoralfísicodelmismonombre(fig12).

Tambiénsepuedenexpresarlaintensidaddecorrienteenotrasunida-dessubmúltiplosdelAmpere.

1mA(miliampere)=0,001A=1x10-3A

1µA(microampere)=0,000001A=1x10-6A

Ejemplo 2

Porlaseccióntransversaldeunconductorpasaunacargade4,5mCen10minutos.

a) Calculalaintensidaddecorrientequecirculaporelconductor.

Deacuerdoaladefinicióndeintensidaddecorriente Iqt

=∆

ExpresandolasmagnitudesenelSistemaInternacionalysustituyendo

I Cs

= × −4 5 10600

3, I A= 0 0000075, ,quepodemosexpresarlo

I=7,5x10-6AotambiénI=7,5µA

Fig. 12. André-Marie Ampère (1775 - 1836) matemá-tico y físico francés, generalmente considerado como uno de los descubridores del electromagnetismo. En 1822 estableció los principios de la electrodinámica. En 1827 publicó su Teoría matemática de los fenómenos electrodinámicos, donde expuso su famosa ley.

Fig. 11 . Las cargas en movimiento atraviesan la sección transversal del conductor.



b) ¿Cuántoselectronesatraviesanunaseccióntransversaldelconduc-toren45segundos?

Despejandodeladefinicióndeintensidaddecorriente,q=Ix∆tSustituyendo,q=7,5x10-6Ax45s ⇒ q=3,4x10-4C

Recordandoque1C=6,25x1018x|qe|,podemosdeterminarlacantidad

deelectronesutilizandounaregladetres.1C—6,25x1018electrones 3,4x10-4C—nelectrones

Entonces“n”,elnúmerodeelectronessepuededeterminar

n C eC

= × × ×− −3 4 10 6 25 101

4 18, , ⇒ n=2,1x1015electrones

Diferencia de potencial

Enlafiguraobservamosunconductorcuyosextremosestándesconec-tados.Espontáneamentelascargaseléctricasnocomienzanacircularporél,porlotantolaintensidaddecorrientepordichoconductoresnula.Estolocomprobamosfácilmenteporquenodetectamosningunodelosefec-tosqueproduceunacorrienteeléctrica(fig13a).

Ahoraconectamoselconductoraungenerador,formandopartedeuncircuitoeléctrico.Enestascondicionessípodrácircularunacorrienteeléc-tricaporél(fig.13b).

Esmuyclaroquelafuentecumpleunpapelimportanteparaquecircu-leunacorrienteeléctrica.

¿Qué genera la fuente para que se establezca una corriente eléctrica por el conductor?

Para que las cargas circulen, la fuente realiza un trabajo sobre ellas.Cuandoelgeneradorlesrealizaestetrabajoalascargas,lescedeenergía.Lascargastransportandichaenergíaalosdiferentesreceptores,dondeestransformadaenotrotipodeenergía.Secumpleelprincipiodeconserva-cióndelaenergía:

Elvalordeltrabajorealizadoporelgeneradorsobrelascargaseléc-tricas,esigualalaenergíaquelosreceptorestransforman.

Lascargaseléctricassonlos“vehículos”quetransportanlaenergíades-deelgeneradoralreceptor,atravésdelosconductoresenuncircuitoeléc-trico.

Fig. 13a. No se establece una corriente eléctrica en forma espontánea.

Fig. 13b. Al conectar los extremos del conductor a una fuente se establece una corriente eléctrica.

Utilizaremoslostérminos“generador”y“fuente”indistintamente.



Definición de diferencia de potencial

Ladiferenciadepotencialeléctricaentredospuntos“AyB”deuncircui-tolarepresentamosdelasiguienteforma:V

AB.

Sedefinecomoelcocienteentreeltrabajoeléctricoqueselerealizaalascargaseléctricasentrelospuntos“AyB”ylacantidaddecargaeléctricaquecirculaentredichospuntos.

V

TqABAB=

Unidades de la diferencia de potencial

EnelSistemaInternacionaldeUnidades,eltrabajosemideenJouleylacargaeléctricasemideenColulomb.Porlotantolaunidaddeladiferencia

depotencialesJoule

Coulomb.EnhonoralcientíficoitalianoAlessandroVolta

(fig14)adichococienteseledenominaVolt.

[T]=J

[q]=C

[V]=JC

=V

Diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos

Supongamosquetenemosdoslámparasconectadasenserie(fig.15).L

1estáconectaalospuntos“A”y“B”delcircuito,mientrasL

2estáconec-

tadaa“B”y“C”.Secumplequelasumadelasddpentrelospuntos“A”y“B”yladdpentrelospuntos“B”y“C”esigualaladdpentrelospuntos“A”y“C”.

Estoes: VAC

=VAB

+VBC

Estaexpresión,puedededucirsedeunaleymásgeneral, laconserva-cióndelaenergía.“V

AC”eslaenergíaqueaportaelgeneradorporunidad

de carga, mientras que los términos“VAB

” y“VBC

” representan la energíatransformadaporunidaddecargaencadareceptor.

Silaslámparasestuvieranconectadasenparalelo,loestaríanamismospuntosdelcircuito.Entreestospuntossólopuedeexistirunúnicovalordeddp,porloquepodemosconcluirqueloselementosconectadosenpara-leloestánconectadosalamismaddp.

Ley de los nudos

Consideremosuncircuitocontreslámparasconectadascomomuestralafigura16.LlamemosI

1,I

2eI

3alasintensidadesporL

1,L

2yL

3respectiva-

mente.Elpunto“A”esunnudo,enélconfluyentresconductores.

Fig. 15. En un circuito en serie VAC

=VAB

+VBC

Fig. 16. En un nudo la intensidad que llega (I1) es igual

a la intensidad que sale (I2 + I

3)

Utilizaremoslasigla“ddp” parareferirnosa“diferenciadepotencial”.

Fig. 14. Alessandro Volta (1745-1827), Físico e inventor italiano famoso por desarrollar la pila eléctrica, que permite obtener corriente continua durante un tiempo prolongado.

+ -

A CBL

1L

2

A

L1

L2

L3

I2

I1

I3



Fig. 17. Por L1 y entre el punto B y el generador circula

ITOTAL

, la mayor intensidad del circuito.

Laley de los nudosdicequelasumadelasintensidadesquelleganaunnudoesigualalasumadelasintensidadesquesalendelmismo,estoes:

Ennuestrocasosecumpleque: I ILlegan Salen

=∑ ∑I1=I

2+I

3

Podemosobservarquealpunto“B”,quetambiénesunnudo,lleganI2

eI3.Aplicandolamismaley,obtenemosqueelporelcablequevinculael

punto“B”conelgenerador,circulaunacorrientedevalorigualaI1.Aesta

intensidad,queeslaintensidadmásgrandequehayenelcircuito,yeslaquecirculaporelgeneradorlallamamosintensidad total.

Estaleysedesprendedeotramásgeneralqueeslaconservacióndelacarga,yaestudiadaenelcapítuloanterior.Sienningúnpuntodelcircuitoseacumulacargaeléctrica,lacargaquellegaaunpuntoesigualalaquesale.Nosegeneranisedestruyecargaeléctrica.Apliquemosestoparaelpunto“A”:

Σqllega

=Σqsale

Al punto“A” llega carga eléctrica desde L1, y sale carga eléctrica para

L2yL

3,estoes:

q1=q

2+q

3

Deladefinicióndeintensidadpodemosdespejar:q=Ix∆t,entoncesparaunmismo∆t,podemosescribir:

I1x∆t=I

2x∆t+I

3x∆t

Como∆tescomúnentodoslostérminoslopodemoscancelar,porloquepodemosobtener,elresultadoesperado:

I1=I

2+I

3

Consideremosahorauncircuitoenserie.Noexistennudosdondelle-gueunconductorysalgamásdeuno,comoelpunto“A”delejemploan-terior,odonde lleguemásdeunconductorysalgauno,comoelpunto“B”.Deestopodemosdeducirqueporloselementosconectadosenserie,siemprecirculalamismaintensidaddecorriente,comoenelcircuitodelafigura18.

I1=I

2=I

3

Loselementosdeuncircuitoconectadosenparaleloestánaunamismadiferenciadepotencial.

Porloselementosdeuncircuitoconectadosenseriecirculalamismaintensidaddecorriente.

Fig. 18. Por los receptores conectados en serie circula la misma intensidad.

+ -

A B

L1

L2

L3

I2

I2

IT

IT

I3

I3

+ -

L1

L3

L2



Ejemplo 3

Dosresistoresestánconectadosenseriecomomuestralafigura19.Laddpentelosbornesdelgeneradoresde12,0V.Laddpentelospuntos“A”y“B”esde4,5V.

a) Determinaladdpentrelospuntos“B”y“C”Deacuerdoalaleydelasmallas,V

AC=V

AB+V

BC

porlotantoVAC

-VAB

=VBC

Sustituyendo,12,0V–4,5V=VBC

⇒ VBC

=7,5V

b) ¿Porcuálresistorcirculamayorintensidaddecorriente?Como están conectados en serie por los dos circula la misma intensi-dad.

Ejemplo 4

Dosresistoresestánconectadosenparalelocomomuestralafigura20.Laintensidadporelresistor1esde0,050Aylaintensidadporlaramaprincipalesde0,120A.

a) Determinalaintensidadquecirculaporelresistor2.Deacuerdoalaleydelosnudos,I

T=I

1+I

2porlotantoI

T-I

1=I

2

Sustituyendo,0,120A-0,050A=I2

⇒ I2=0,070A

b) ¿Cuáldelosdosresistoresestáconectadoaunamayorddp?Comoestánconectadosalmismopardepuntosestánconectadosenparalelo,ysuddpesigual.

Instrumentos de medida

Elamperímetro eselinstrumentoquenospermitemedirlaintensidaddecorrienteenunpuntodelcircuito.Seconectaenserieconloselemen-tos del circuito (fig. 21). Recuerda que por componentes conectados enseriecirculalamismaintensidaddecorrienteeléctrica.

Elvoltímetromideladdpentredospuntosdelcircuito.Seconectaenparaleloalelementoentrecuyosextremosqueremosmedirladdp(fig22).Loselementosconectadosenparalelo,alestarconectadosalmismopardepuntosestánaigualdiferenciadepotencial.

Alconectarunamperímetroounvoltímetroenuncircuito,porelloscirculacorriente.Estoquieredecirquecuandoconectamosinstrumentos,estamosmodificandoelcircuitodelcualqueremosobtenermedidas.Uninstrumentoidealesaquelquenospermiteobtenermedidassinalterarlascaracterísticasdelcircuitoaestudiar.Talesvoltímetrosoamperímetrosnoexisten,perosiempresetrataquelosinstrumentosutilizadosseacerquenalcomportamientoideal.

Fig. 19. Ejemplo 3

Fig. 20. Ejemplo 4

Fig. 21. El amperímetro se conecta en serie con los resistores del circuito. Por todo el circuito circula la misma intensidad.

Fig. 22. El voltímetro se conecta en paralelo al resistor 2. Mide la ddp entre los extremos de este resistor.

+ -

A B C

+ -

A B

R1

R2

+ -

A

+ -

V

resistor 1 resistor 2



Unmultímetrootesteresuninstrumento(digitalodeaguja)quepue-decumplirlafuncióndevoltímetro,amperímetroyotrosinstrumentosdemedida(fig.23ayb).Utilizandolallaveselectorayconectadoalastermi-nalesapropiadaselegimoslafuncióndelinstrumentoylaescalaenlacualexpresalamedida.

Preguntas

1) ¿Quéesunacorrienteeléctrica?

2) ¿Qué ocasiona el desplazamiento de cargas eléctricas en un con-ductor?

3) ¿Cuálessonlosefectosdelacorrienteeléctrica?

4) Describeunaaplicacióndecadaefectodelacorrienteeléctrica.

5) ¿Cuálessonloscomponentesdeuncircuitoeléctrico?

6) ¿Cuáleslafuncióndecadaunodeloscomponentesdeuncircuito?

7) ¿Cuáleselsentidorealdelacorrienteeléctrica?

8) ¿Cuáleselsentidoconvencionaldelacorrienteeléctrica?

9) ¿Quédiferenciaexisteentrelacorrienteeléctricaalternaylacontinua?

10) ¿Cómoseconectandoselementosenserie?

11) ¿Cómoseconectandoselementosenparalelo?

12) Siconectamosdoslámparasenserieysequemaunadeellas,laotra¿continúaencendida?

13) Siconectamosdoslámparasenparaleloysequemaunadeellas,laotra¿continúaencendida?

14) Describeunejemplodondeseaconvenienteconectaraloselementosdeuncircuitoenparalelo.

15) Describeunejemplodondeseaconvenienteconectaraloselementosdeuncircuitoenserie.

16) ¿Cómosedefineintensidaddecorriente?

17) ¿CuáleslaunidaddeintensidaddecorrienteenelSistemaInternacional?

18) ¿Cómosedefinediferenciadepotencial?

19) ¿CuáleslaunidaddediferenciadepotencialenelSistemaInternacional?

20) ¿Cómoesladdpdedoselementosconectadosenparalelo?

21) Sitenemosdoselementosconectadosenserie,¿quérelaciónexisteentreladdpentrelosextremosdecadareceptoryladdpdelconjunto?

22) ¿Quédicelaleydelosnudos?

23) ¿Cómoeslaintensidaddedoselementosconectadosenserie?

24) ¿Aquéllamamosintensidadtotal?

25) ¿Puedeenalgúncasolaintensidadtotalsermenorqueladealgunosdeloscomponentes?¿Puedeserigual?

Fig. 23b. Multímetro preparado para medir ddp de corriente continua. El valor máximo que puede medir en esta posición de la llave selectora es de 20V

Fig. 23a. Multímetro preparado para medir intensidad de corriente continua. El valor máximo que puede medir

en esta posición de la llave selectora es de 2000µA



26) ¿Dequéleyesconsecuencialaleydelosnudos?Explicadichaley.

27) ¿Quéesunamperímetro?Explicacomoseconectaauncircuitoparaquefuncionecorrectamente.

28) ¿Qué es un voltímetro? Explica como se conecta a un circuito paraquefuncionecorrectamente.

29) ¿Quéesuntester?

30) ¿Aquéseconsiderauninstrumentoideal?

31) ¿Existendichosinstrumentos?

Problemas

1) Por una sección transversal de un conductor circulan 30C de cargaenuntiempode10minutos.Calculalaintensidadporelconductor.Expresaelresultadoenmicroampereymiliampere.

2) Porunconductorcirculaunaintensidadde500mA.

a) Determinalacargaeléctricaquecirculaporunaseccióntransver-saldelconductorenuntiempode30s.

b) ¿Cuántos electrones corresponden a la carga calculada en lapartea?

3) Por un conductor circula una intensidad de corriente de 25µA. ¿Encuántotiempocircularáunacargaeléctricade2,0Cporunaseccióntransversaldelconductor?

4) Unabateríarealizauntrabajode180J.Porellacirculaunacargade6,0C.Calculaladdpentrelosbornesdelgenerador.

5) Unapilageneraunaddpentresusextremosde9,0V.Seloconectaaunreceptoryporestecirculaunacorrientede30mA.

a) Calculacuántacargacirculaporelreceptoren15minutos.

b) Calculacuántaenergíacedelapilaalreceptorenesetiempo.

6) Secalientaaguaconuncalentador instantáneoduranteuntiempode5,0minutos,entregándoleunaenergíade250KJ.Laintensidadporelcalentadormientrasestáfuncionadoesde3,8A.Calculaladdpalaqueestáconectadoelcalentador.

7) Cuatrolámparasycuatrointerruptoresseconectanaungeneradorcomomuestralafigura24.Completaelcuadro.

Fig. 24. Problema 7.

Para encender la lámpara ...

...debo cerrar los interruptores...

Al cerrarlos se encienden también las lámparas...

L1

L2

L3

L4



8) Encadaunodeloscircuitosdelasfiguras25y26hayconectadosco-rrectamenteamperímetrosyvoltímetros.Indicadequéinstrumentosetrataencadacaso.

Fig. 25. Problema 8. Fig. 26. Problema 8.

Fig. 27. Problemas 9 y 10.

Fig. 28. Problemas 12,13 y 14.

9) Dibujacómoconectaríaslosinstrumentosdemedidaenlossiguien-tescasos(fig.27):

a) UnamperímetroA1quemidalaintensidadquecirculaporL

1.

b) UnamperímetroA2quemidalaintensidadquecirculaporL

2.

c) UnvoltímetroV1quemidaladdpenlosextremosdeL

1.

d) UnvoltímetroV2quemidaladdpentrelosextremosdelgene-

rador.

10) ¿Cuáldelosamperímetrosdelproblema9indicamayorintensidad?Justifica.

11) ¿Cuáldelosvoltímetrosdelproblema9marcamayorddp?Justifica.

12) Cuatroresistoresseconectanaungeneradorcomomuestralafigura28.Indicasicadaunadelasiguientesafirmacionesesverdaderaofalsa.Justifica

a) LaintensidaddecorrientequepasaporR1esmayorquelainten-

sidaddecorrientequepasaporR4.

b) LaintensidaddecorrientequepasaporR1esmayorquelainten-


c) LaintensidaddecorrientequepasaporR3esmayorquelainten-


d) LaddpentreAyDesmayorqueladdpentreByC.

e) LaddpentrelosextremosdeR2esigualaladdpentrelosextre-

mosdeR3.

13) En el circuito del problema anterior, sabemos que I1=0,40A y que

I2=0,10A.DeterminaI

3eI

4.

14) En el circuito anterior sabemos que la ddp ente los extremos deR

3es2,5V,queladdpentelosextremosdeR

4es4,5Vyqueladdp

entreAyDesde9,0V.DeterminaladdpentrelosextremosdeR2y

deR1.

L2

L1

L3

A B

+ -

R2

R3

R1

R4

A

D

B

C

+ -

1

2

+ -

1

2

3

4


Interacciones 4º - Capítulo 11 - Unidad 2 · Analizaremos circuitos formado por dos receptores y...

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