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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 2/21
ELECTRODINÁMICA
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 3/21
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.
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 4/21
CONTENIDOS TEMÁTICOS
ELECTRODINÁMICA
1.-Corriente eléctrica
2.-Fuerza electromotriz3.-Resistencia eléctrica
4.-Ley de Ohm
5.-Resistividad de un material
6.-Potencia eléctrica
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 5/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 6/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 7/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 8/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 9/21
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
+
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 10/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 11/21
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.
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 12/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 13/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 14/21
AmperímetroVoltímetro ReóstatoFuente deFEM
Reóstato
A
Símbolos de circuito de laboratorio
V fem
-
+
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 15/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 16/21
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)
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 17/21
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:
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 18/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 19/21
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
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 20/21
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.
7/21/2019 Semana 4 - Electrodinamica
http://slidepdf.com/reader/full/semana-4-electrodinamica 21/21
GRACIAS