ELECTRICIDAD

Dr. Carlos Morales A.Cardiólogo Pediatra

UPCP – Hospital Coquimbo

ELECTRICIDAD

• Propiedad de la naturaleza

• Reflejo macroscópico del mundo microscópico

• NIVEL:

ELECTRICIDAD

• Propiedad de la naturaleza

• Reflejo macroscópico del mundo microscópico

• NIVEL: Atómico– Núcleo

• Protones • Neutrones

– Corteza• Electrones

ELECTRICIDAD

Átomo de helio Átomo de cobre

UN ELECTRÓN MÁS LIBRE

ELECTROSTÁTICA

Electricidad = “elektron” = ámbarConfiguración molecular susceptible de “entregar” electrones

ELECTROSTÁTICA

Campo Eléctrico:Cuerpos cargadosMedio aislante (vacío)

LEY DE COULOMBDescribe un campo eléctrico.CAMPO: Espacio dotado de propiedades medibles (Ej: una

fuerza).CAMPO ELECTRICO: Espacio donde se siente (mide) la

acción de una fuerza.

LEY DE COULOMBFuerza es proporcional al producto de las cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad K depende del medio que rodea a las cargas.

APLICACIÓN FUNDAMENTAL: Calcular la intensidad de campo (E) que se aplica a una carga en el campo de otra

ELECTRODINAMICA

Cuando se emplea como soporte un material conductor de la corriente eléctrica (cobre), los electrones pueden desplazarse.

Lo único necesario es un “fuerza electromotriz” dada por un cuerpo con carga eléctrica (ámbar, pila eléctrica).

ELECTRODINAMICACorriente eléctrica es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM).

1. Fuente de fuerza electromotriz (FEM).2. Conductor. 3. Carga o resistencia conectada al

circuito.

ELECTRODINAMICA

La intensidad del flujo de los electrones de una corriente eléctrica que circula por un circuito cerrado depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que se aplique y de la resistencia (R) en ohm que ofrezca al paso de esa corriente la carga o consumidor conectado al circuito

INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA

El tubo del depósito "A", al tener un diámetro reducido, ofrece más resistencia a la salida del líquido que el tubo del tanque "B", que tiene mayor diámetro.

Por tanto, el caudal o cantidad. de agua que sale por el tubo "B" será mayor que la que sale por el tubo "A".

ELECTRODINAMICA

Equivale una carga eléctrica de un coulomb por segundo ( 1C/seg ) circulando por un circuito eléctrico.

Son 6 300 000 000 000 000 000 = ( 6,3 · 1018 ) (seis mil trescientos billones) de electrones por segundo fluyendo por el conductor de dicho circuito.

MEDIDA DE INTENSIDAD: AMPERE

Por tanto, la intensidad (I) de una corriente eléctrica equivale a la cantidad de carga eléctrica ( Q o E ) en coulomb que fluye por un circuito cerrado en una unidad de tiempo. Este cálculo es posible gracias a la ley de Ohm, que relaciona los conceptos de intensidad , resistencia y potencia.

ELECTRODINAMICA

LEY DE OHM

El flujo de corriente en ampere (I) que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado (E), e inversamente proporcional a la resistencia en ohm (R) de la carga que tiene conectada.

ELECTRODINAMICA

RESISTENCIA ELECTRICA Oposición que encuentra la corriente al pasar por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de los electrones.

Dependerá de l tipo de material ( ) , de la longitud (l) y del área transeccional (s).

ELECTRODINAMICA

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica

FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM)

Para ello se necesita de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

Ejemplos: Pilas voltaicas, dínamos electromagnéticos, células fotoeléctricas, piezos eléctricos, etc.

ELECTRODINAMICA

CIRCUITO ELECTRICO

ELECTRODINAMICA

CONDENSADORES Dispositivo que almacena carga eléctrica. En su forma más sencilla, está formado por :

1. Dos placas metálicas (armaduras) : Superficie equipotencial2. Separadas por una lámina no conductora o dieléctrico.

Su capacidad la describe la fórmula:

MEMBRANAS BIOLÓGICAS(como circuitos RC)

ELECTROQUIMICA

• Reacción química en la cual:A. un reactante se oxida (cede elctrones), B. el otro se reduce (gana electrones).

REACCIONES REDOX

ELECTROQUIMICA

• Reacción química en la cual:A. un reactante se oxida (cede electrones), B. el otro se reduce (gana electrones).

REACCIONES REDOX

ELECTROQUIMICAPILA ELECTRICA O VOLTAICA

Sistema que aprovecha 2 reacciones REDOX para producir electricidad separando las sustancias que se oxidan/reducen (cationes) pero asegurando el flujo de electrones

ELECTROQUIMICAPOTENCIAL REDOX

Es un medida de la tendencia de la reacción de llevarse a cabo desde un estado de no equilibrio hacia el de equilibrio.

ΔG=-nFEcelda 2Ag++Cus → 2Ags+Cu2+

Se relaciona con la energía libre de la reacción. Corresponde a la diferencia entre los potenciales estándares de cada electrodo.

Ecelda = Ereducción - Eoxidación

Los que a su vez se han calculado en base al ELECTRODO ESTÁNDAR DE HIDRÓGENO. Semirreacción Potencial estándar de electrodo, V

S(s) + 2H+ + 2e- → H2S(g) +0.141

Cu2+(ac) + e- → Cu+

(ac) +0.153

Sn4+(ac) + 2e- → Sn2+

(ac) +0.154

HSO4-(ac) + 3H+

(ac) + 2e- → H2SO3(ac) + H2O(L) +0.170

POTENCIAL DE MEMBRANAS (como Pila electroquímica)