Capítulo 4 CORRIENTE ELÉCTRICA

• 4.1 Corriente eléctrica

y movimiento de cargas.

(25.1)

4.2 Resistencia y Ley

de Ohm. (25.2)

4.3 La energía en los

circuitos eléctricos.

(25.3)

4.4 Combinaciones de

resistencias. (25.4)

• BIBLIOGRAFÍA • - Tipler. "Física". Cap. 25

Reverté.

• 2. Conducción y resistencia

eléctrica

– 2.1 Corriente eléctrica

• 2.3Resistencia eléctrica

– 2.3.1 La ley de Ohm

– 2.3.2 La densidad de corriente

eléctrica

– 2.5 El generador eléctrico: la

batería

• 2.6 Potencia y energía eléctrica

– 2.6.1 La ley de Joule

• 6. Elementos de los circuitos

eléctricos.

– 6.2 Magnitudes fundamentales

– 6.4 Elementos básicos de los

circuitos y clasificación

• BIBLIOGRAFÍA

• - Fundamentos Físicos de la Ingeniería. Temas 4 y 5

Mc Graw Hill

Capítulo 4 CORRIENTE ELÉCTRICA

• 4.5 Reglas de

resolución de

circuitos eléctricos.

(25.5)

4.6 Circuitos RC y

RL. (25.6) y (28.8)

• BIBLIOGRAFÍA • - Tipler. "Física". Cap. 25

Reverté.

• 7. Leyes fundamentales de

los circuitos eléctricos.

– 7.1 Leyes fundamentales

(Kirchhoff)

– 7.2 Estudio de la estructura

de los circuitos eléctricos

– 7.3 Análisis de circuitos

• 8.4 Análisis de circuitos de

primer orden en régimen

transitorio

– 8.4.1 Circuitos in fuentes de

excitación

– 8.4.2 Circuitos con fuentes

de excitación

• BIBLIOGRAFÍA • - Fundamentos Físicos de la Ingeniería.

Temas 4 y 5 Mc Graw Hill

4.1 CORRIENTE ELÉCTRICA Y MOVIMIENTO DE CARGAS

Conductor: Material en el cual algunas de las partículas cargadas

(portadores de carga) se pueden mover libremente.

Corriente eléctrica

Flujo de cargas

eléctricas que, por

unidad de tiempo,

atraviesan un área

transversal

t

QI

Unidad: Amperio

1A = 1C/s

Sentido de la corriente: Coincide con el de los portadores de carga

positivos.

4.2 RESISTENCIA Y LEY DE OHM

El campo eléctrico está

dirigido de las regiones de

mayor potencial a las de

menor potencial.

L EVVV ba

Resistencia eléctrica: Es una medida

de la oposición que ejerce un

material al flujo de carga a través

de él.

I

VR Unidad: Ohmio

1=1V/A

R IV Ley de Ohm

Resistividad:

Expresa la relación entre la resistencia de un conductor y su tamaño.

A

LR Unidades de : .m

Conductividad:

Es la inversa de la resistividad A

LR

Cº20t120

: coeficiente de temperatura de la

resistividad.

Ejercicio 1ª semana 2011 grado tic

0,00423

101,0102

1031082,2

33

28

A

LR

mV37,10,004230,325RIV

Código de colores para resistencias

examen enero 2012 grado tic

510255,2 M

4.3 ENERGÍA EN LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS

En un conductor, el flujo de carga positiva se hace de potenciales altos

a potenciales bajos, mientras que los electrones lo hacen en sentido

contrario. Esto se traduce en que la carga pierde energía potencial y

gana energía cinética que se transforma de inmediato en energía

térmica.

En A1 U1 = V1 Q

En A2 U2 = V2 Q

VQVVQU 12 V QU

Energía perdida por

unidad de tiempo V IV

t

Q

t

U

Potencia disipada

V IP

Se mide en vatios (W)

4.3 POTENCIA. LEY DE JOULE

1.- Energía disipada en una resistencia

RIP 2Ley de

Joule

2.- Energía cedida por una batería

Potencia de salida: Rapidez con la que los

portadores ganan energía eléctrica.

r II Po

2

En cualquier caso P = V I, donde V es la diferencia de potencial entre

los extremos del elemento e I la corriente que lo atraviesa.

R

VP

2

examen febrero 2012 tic

%52,61062 2 k

VPRVR

VVIP 8,27620010125 3

max

2

max

4.4 COMBINACIONES DE RESISTENCIAS

La resistencia equivalente de una combinación de resistencias es el

valor de una única resistencia que, reemplazada por la combinación,

produce el mismo efecto externo.

I

VReq

V: ddp entre los extremos de la asociación

I: corriente a través de la combinación

Asociación en serie Asociación en paralelo

i

ieq RR i

ieq R

1

R

1

Ejercicio 2 examen 2ª semana 2011

4/3)3/23/2/(1/1/1/1 //21// RRRR

2/321 RR

Ej 7 2ª semana 2013

Ej5 2ª semana 2011 D C

C

D

4.5 Reglas de resolución de circuitos eléctricos

Leyes de Kirchhoff: Son útiles para encontrar las corrientes que

circulan por las diferentes partes de un circuito o las caídas de

potencial que existen entre dos puntos determinados de dicho circuito.

Conceptos previos

Nudo: Intersección de tres o más conductores.

Malla: Todo recorrido cerrado en un circuito.

Rama: Es un elemento o grupo de elementos conectados entre dos

nudos.

• En un circuito de R ramas, hay M=R-N+1 mallas independientes

• En este circuito hay 2 nudos: B y E

• Hay 3 mallas: ABEF, BCDE, ABCDEF

(dependiente de las dos anteriores)

• Hay 3 ramas: BAFE, BE, BCDE

• M=3-2+1=2 mallas independientes

Ejercicio 7 1ª semana 2013 tic

• m=r-n+1;r=m+n-1=3+6-1=8 ramas

Ley de Kirchhoff de las corrientes (LKC): En cualquier instante, la

suma algebraica de todas las corrientes que concurren en un nudo es

cero.

I1 I3

I2

0III 321

Corrientes que salen del nudo (+)

Corrientes que entran en el nudo (-)

Convenio

0I

Regla de

los

nudos

Ley de Kirchhoff de los voltajes (LKV): La suma algebraica de todas

las caídas de tensión a lo largo de una malla debe ser nula en cualquier

instante.

Convenio

I

1 2

1 2

En una resistencia hay una caída de

tensión positiva en el sentido de la

corriente (V12>0)

En una batería hay una caída de tensión

positiva en el sentido del terminal positivo

al negativo, independientemente del

sentido de la corriente (V12>0)

0VRegla de

las

mallas

Ejercicio 7 examen septiembre 2011

246100610)10(141 2121 iiiimalla

i2

i1

1086068102 2112 iiiimalla

21;3 1221 iiiii

LEY KIRCHOFF

DE MALLAS

Ejercicio 3 1ªsemana 2011 grado tic

71,511

1

32

23

RR

R

VIP

Ejercicio 3 1ªsemana 2011 grado tic

1271,571,150)(1 2123223111 iiRiRRiumalla

i2 i1

LEY KIRCHOFF DE MALLAS

WIVIVPPP 16,198533,0164533,012221121

1671,1571,50)(2 2123123422 iiRiRRiumalla

4533,08533,0 12 ii

71,523R

Ejercicio 7 examen septiembre 2011

i2

i3

11/13/)11/13(

0)11/5()11/4()2()2(

11/4)11/5(3311/5

04)3(404

303

0)2(

11

111321

11113213

1313132132

132123

321

riVRriV

riririVriririV

iiiiiiii

iiiiiiiririri

iiiririri

riririV

EQ

i1

examen septiembre 2012 grado tic

i2

i1

WivP

WAiivP

WviP

ensidadfuente

tensiónfuente

003

7262

0012

133

22int_

1_

02)321(12:1

6:corriente de

21

2

iimalla

igenerador

AiiiiLKCii 6;0:;6;0 222121