Conceptos bsicos Leyes fsicas de la corriente elctrica

Conceptos básicos Leyes físicas de la corriente eléctrica Circuitos eléctricos y componentes Medida de la corriente eléctrica

U 5 |Conceptos básicos La corriente eléctrica Intensidad Diferencia de potencial Resistencia Energía y Potencia de la corriente continua Magnitudes y Unidades SI

U 5 |La corriente eléctrica Movimiento de cargas eléctricas en el interior de un conductor. Mecanismos de la corriente eléctrica Metales Nube electrónica Líquidos Electrólito Los electrones de la nube electrónica se mueven libremente entre los iones positivos del metal. Gases Descarga eléctrica Rayos y relámpagos en una nube de tormenta. Movimiento de los iones en una solución de un electrólito.

U 5 |Intensidad Carga Q que atraviesa una sección del conductor en cada unidad de tiempo. Órdenes de magnitud de algunas intensidades 105 A 104 A 103 A 102 A 10 A 1 A 10 -1 A 10 -2 A 10 -6 A Fundida de aluminio mediante la electrólisis. Descarga eléctrica en una tormenta. Motor de un tren de alta velocidad. Motor de arranque de un automóvil. Resistencia de calentamiento de una lavadora. Bombilla muy potente. Bombilla de poca potencia, motor de un juguete. Diodos LED, pilotos luminosos en aparatos de música, relojes eléctricos, etc. Circuitos integrados en ordenadores, calculadoras, etc.

U 5 |Diferencia de potencial La diferencia de potencial entre dos puntos es la energía que se cede por unidad de carga eléctrica que circula entre estos dos puntos. La diferencia de potencial entre los bornes de una batería de automóvil es de 12 V.

U 5 |Energía y Potencia de la corriente continua Energía que las cargas eléctricas ceden entre dos puntos determinados de un circuito Potencia La potencia de una corriente es igual al producto de su intensidad por la caída de potencial

U 5 |Magnitudes y Unidades SI Magnitud Símbolo Unidad (SI) I Amperio (A) V 1 – V 2 Voltio (V) Carga eléctrica Q Coulomb (C) Resistencia R Ohm (Ω) Resistividad ρ Ohm x metro (Ω x m) Fuerza electromotriz ε Voltio (V) Fuerza contraelectromotriz ε’ Voltio (V) Rendimiento η - Intensidad Diferencia de potencial

U 5 |Leyes físicas de la corriente eléctrica Ley de Ohm generalizada Ley de Julio: - Concepto - Aplicaciones

U 5 |Ley de Ohm La diferencia de potencial aplicada entre los extremos de un conductor metálico es directamente proporcional a la intensidad de corriente que circula por él. La pendiente de cada recta mide la resistencia de cada conductor.

U 5 |Ley de Ohm generalizada En un circuito eléctrico en el que hay generadores conectados en serie, resistencias óhmicas y receptores, la caída de potencial entre dos puntos A y B del circuito se calcula con la aplicación de la ley de Ohm generalizada: Georg Simon Ohm (1787 -1854)

U 5 |Ley de Julio La energía transferida en forma de calor en la resistencia es directamente proporcional al cuadrado de la intensidadd de corriente. James Prescott Joule (1818 -1889)

U 5 |Aplicaciones de la Ley de Julio Calefacción eléctrica Formadas por un hilo de una aleación inoxidable por la que circula la corriente produciéndose un gran desprendimiento de calor. Iluminación por incandescencia Lámparas formadas por una botella de vidrio, que contiene un filamento de tungsteno por el que se hace circular una corriente eléctrica que la pone incendescente y, además de desprender un poco de calor, hace luz. Fusibles Dispositivos constituidos por un filamento metálico de una aleación con un punto de fusión bajo. Cuando la intensidad de corriente es elevada, el calor funde el hilo y corta el paso de corriente. Fusibles

U 5 |Circuitos eléctricos y componentes El circuito eléctrico Componentes de un circuito: • Generadores: - Concepto - Pilas - Acumuladores - Fuerza electromotriz / Dif. potencial • Resistencias: - Concepto - Asociación en serie - Asociación en paralelo - Resistencia de un conductor metálico • Receptores: - Concepto - Fuerza contraelectromotriz / Dif. potencial

U 5 |El circuito eléctrico Los circuitos eléctricos están formados por el generador, los conductores y los receptores. La suma de las intensidades de las corrientes que llegan a un nudo de un circuito es igual a la suma de las intensidades de las corrientes que salen del mismo. Itotal = IB 1 + IB 2 Símbolos de los componentes eléctricos.

U 5 |Generadores Aparatos que comunican energía potencial a las cargas eléctricas para que circulen constantemente por los conductores. Tipos de generadores: - Pilas (corriente continua) - Acumuladores (corriente continua) - Alternadores (corriente alterna) Sentido convencional de la corriente eléctrica.

U 5 |Pilas Generador electroquímico de corriente continua no reutilizable. Tipos de pilas: - Pila eléctrica (pila Daniell) - Pila salina - Pila alcalina Montaje de una pila Daniell.

U 5 |Acumuladores Generador electroquímico cuya reacción de funcionamiento es reversible. Tipos de acumuladores: - Acumuladores de cadmio-níquel - Acumuladores de plomo Acumuladores cadmio-níquel Batería (acumulador de plomo)

U 5 |Generadores: Fuerza electromotriz / Diferencia de potencial en bornes Fuerza electromotriz Se denomina fuerza electromotriz de un generador (fem) a la energía comunicada por unidad de carga que se pone en circulación. Diferencia de potencial en bornes Se denomina diferencia de potencial en bornes de un generador a la caída de potencial que hay entre sus bornes positivo y negativo. VA – VB = ε – I r

U 5 |Resistencia Un conductor tiene una resistencia de 1 ohm (Ω) cuando, al aplicarle una diferencia de potencial de 1 voltio, deja pasar una corriente de 1 amperio. Hay dos formas básicas de asociar resistencias: en serie y en paralelo. Resistencia cerámica El primer color es la cifra de las decenas. El segundo color, la de las unidades. El tercer color es el exponente de la potencia de 10 que multiplica los otros dos.

U 5 |Asociación de resistencias en serie La conexión de resistencias en serie consiste en conectar una resistencia después de otra, de modo que el conjunto ofrezca una única línea de corriente. Asociación de resistencias en serie. Propiedades de la asociación de resistencias en serie • Resistencia equivalente igual a la suma de resistencias R = Σ Ri • Intensidad de corriente común

U 5 |Asociación de resistencias en paralelo La conexión de resistencias en paralelo consiste en conectar los extremos de cada resistencia entre los mismos puntos. Asociación de resistencias en paralelo. Propiedades de la asociación de resistencias en paralelo • Inversa de la resistencia equivalente igual a la suma de las inversas de las resistencias • Caída de potencial común

U 5 |Resistencia de un conductor metálico La resistencia de un conductor metálico depende de sus características físicas: el material del que está hecho, la homogeneidad y la forma. Resistividad (ρ): Resistencia de un hilo conductor de 1 m de longitud y de una sección de 1 m 2. Resistividad de algunos materiales

U 5 |Receptores Aparatos que transforman la energía eléctrica que circula en otro tipo de energía. Tipos de receptores: - Receptores químicos - Receptores mecánicos - Receptores térmicos Izquierda de un receptor.

U 5 |Receptores: Fuerza contraelectromotriz/Diferencia de potencial en bornes Fuerza contraelectromotriz Se denomina fuerza electromotriz de un receptor (fcem) a la energía transformada por unidad de carga, sin contar la disipada por el efecto Julio Diferencia de potencial en bornes La diferencia de potencial en bornes de un receptor es igual a la caída óhmica del potencial (R’ l) más la caída de potencial, a causa de la fuerza contraelectromotriz (ε’) del receptor

U 5 |Medida de la corriente eléctrica Sensores y Termistores Multímetro Amperímetro Voltímetro

U 5 |Multímetro Aparato que mide diferentes magnitudes relacionadas con la corriente eléctrica. Se utiliza para medir intensidades de corriente y diferencias de potencial, tanto en corriente continua como en alterna y resistencias óhmicas. Tipos de multímetros: Multímetro analógico. - Multímetro analógico - Multímetro digital.

U 5 |Amperímetro Aparato que, a partir de los efectos magnéticos de la corriente eléctrica, mide la intensidad de corriente que circula por un conductor. Los amperímetros se montan en serie con el conductor. Amperímetro y shunt.

U 5 |Voltímetro Aparatos que permiten determinar los valores de la diferencia de potencial. Los voltímetros se montan en derivación entre los puntos que tienen la diferencia de potencial queremos medir. Conexión de un voltímetro.