Unidad 1 Electromagnetismo Liceo Bicentenario Via del Mar

Unidad 1: Electromagnetismo Liceo Bicentenario Viña del Mar Física - 4° año medio Prof. Paula Durán Ávila

Objetivos: 1. Comprender la teoría de circuitos a partir del calculo del potencial eléctrico 2. Describir la corriente como un flujo de cargas eléctricas. 3. Representar gráficamente la ley de Ohm.

Corriente Eléctrica �Cargas eléctricas en movimiento �Intensidad de corriente eléctrica: Observación: El valor de la carga es de: 1 e =1, 6 x 10 -19[C] Variable Letra Unidad Intensidad de corriente eléctrica I A: Ampere Carga eléctrica Q C: Coulomb Tiempo t s: segundos

Pregunta ¿Qué significa que por un conductor fluya una corriente de 3[A]?

Actividad �Revisemos un cargador o adaptador para ver cuál es el máximo flujo de corriente eléctrica que puede circular por él en una hora. �Determine la cantidad de electrones que puede fluir por el aparato tecnológico.

Ejercicio N° 1 �¿Cuántos electrones atraviesan una sección transversal de un conductor en un segundo si a intensidad de corriente es de 4[A]?

EJERCICIO Nº 2 Durante un intervalo de tiempo de 10 (s), pasan 2 · 10 20 electrones por la sección transversal de un conductor. Si la carga del electrón es = 1, 6 · 10 -19 (C), ¿cuál es la intensidad de corriente? A) 3, 2 (A) B) 0 (A) C) 1, 6 · 10 -19 (A) D) 10 (A) E) 2 · 1020(A) A 8

Diferencia de Potencial Eléctrico (V) � También se puede llamar Voltaje o Tensión � la diferencia en el nivel de carga que existe entre los extremos de un conductor, de tal manera que se puede producir un flujo de electrones desde el extremo que tiene mayor carga negativa hasta el de menor carga. � Trabajo realizado para mover una carga desde un punto de referencia. � Los generadores eléctricos o FEM (fuerza electromotriz) producen una diferencia de potencial, que suministra energía a los electrones libres, para que se muevan a través del conductor. � Unidad del SI es VOLT [V] (en honor al físico italiano Alejandro Volta)

Fuentes de Voltaje

Tipos de Corriente Continua (cc) � El voltaje o corriente siempre recorre el circuito en el mismo sentido. � Se mantiene constante la diferencia de potencial entre los puntos A y B dentro de un hilo conductor. Corriente Alterna (ca) � La diferencia de potencial que se invierte alternadamente � Si la diferencia de potencial A y B cambia de sentido con una cierta frecuencia, la corriente que pasa por el hilo conductor cambia de sentido con esta frecuencia.

Resistencia Eléctrica (R) �Todo elemento de un circuito eléctrico ofrece una oposición natural al paso de una corriente eléctrica. �Se mide en Ohm [Ω]. En honor a Georg Simon Ohm 12

¿De que depende la resistencia de un conductor? �La resistencia eléctrica de un conductor es: �directamente proporcional a �su resistividad (propiedad característica de cada sustancia) �su longitud �inversamente proporcional al área de su sección transversal. 13

Resistividad (ρ) �Característica de cada materia, que tanto se resiste al paso de la corriente eléctrica

EJERCICIO Nº 7 15 Una sustancia es mejor conductora, cuanto menor sea su I. resistividad. II. sección transversal. III. longitud. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo I y III E

EJERCICIO Nº 8 16 Si en un conductor se duplica el área y la longitud, entonces la resistencia A) se duplica. B) se cuadruplica. C) se mantiene. D) disminuye a la mitad. E) disminuye a la cuarta parte.

Instrumentos para medidas eléctricas Amperímetro �Permite medir la intensidad de corriente Voltímetro �Permite medir el voltaje del circuito eléctrico

Ley de Ohm La resistencia de un conductor es constante, directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la intensidad de corriente producida. 18

LEY DE OHM En un gráfico V/i, la resistencia corresponde a la pendiente. 19

Ejercicio N° 9 a) Realice el gráfico V v/s I b) Calcule el valor de la resistencia promedio V[V] I [A] 10 0, 2 15 0, 3 20 0, 4 25 0, 5 30 0, 6 35 0, 7

EJERCICIO Nº 10 En un laboratorio, un conductor fue sometido a diferentes voltajes y se obtuvo la siguiente tabla de valores La resistencia del conductor es A) 5 ( ) B) 1 ( ) C) 10 ( ) D) 25 ( ) E) 20 ( ) 21

Contenidos vistos: �Corriente Eléctrica �Diferencia de potencial �Resistencia Eléctrica �Ley de Ohm

1. Por un trozo de cable conductor circula una corriente de 2, 5 [A]. (a) ¿Cuántos electrones pasan por la sección transversal del conductor cada segundo? (R: 4 x 10 -19 e) (b) ¿Qué cantidad de carga habrá pasado al cabo de 5 minutos? (R: 750[C]) 2. Por una sección transversal de un conductor pasan 16[C] en 8[s]. Entonces ¿Cuál es la intensidad de corriente eléctrica? (R: 2[A]) 3. La intensidad de corriente que se establece en un conductor metálico es 0, 2[A]. Suponiendo que esta corriente se mantuviera constante durante 2, 5[minutos], calcular la cantidad de carga que pasó a través de la sección del conductor. (R: 30[C]) 4. Un alambre de cobre (ρ=1, 7 x 10 -8[Ωm]) tiene 10[m] de longitud y 0, 003[m 2] de área transversal. Halle el valor de la resistencia del alambre. (R: 0, 000056[Ω]) 5. Un conductor tiene 20[m] de largo y una sección transversal de 0, 005[m 2]. Si se halla que la resistencia tiene un valor de 1, 128 x 10 -4[Ω]. ¿Cuál es la resistividad del material? (R: 2, 82 x 10 -8[Ωm]) 6. Un elemento de un circuito se conecta a 12[V]. Si su resistencia es de 48[Ω] ¿qué intensidad de corriente pasará por él? (R: 0, 25[A]) 7. Un elemento de un circuito se conecta a 220[V]. Si su intensidad de corriente es de 4, 4[A] ¿qué valor posee la resistencia del conductor del circuito? (R: 50[Ω]) 8. Un elemento de un circuito se conecta a 220[V]. Si su resistencia es de 5[Ω] ¿qué intensidad de corriente pasará por él? (R: 44[A]) 9. Por un conductor de cobre circula una corriente con una intensidad de 0, 5[A]. Se sabe que la resistencia del conductor es de 5[Ω]. Determine la diferencia de potencial eléctrica que circula por el conductor. (R: 2. 5[V]) 10. Para saber el valor de la resistencia es necesario calcular la pendiente del gráfico diferencia de potencial versus la intensidad de corriente. Unos alumnos obtuvieron los siguientes valores del voltaje e intensidad, realizar el gráfico y luego calcula la resistencia. Guía de Ejercicios N° 2 Electrodinámica Diferencia de Potencial [V] 15 32, 6 49, 8 65, 2 80 95, 3 110, 1 Intensidad de Corriente [A] 0, 6 1, 3 2, 0 2, 6 3, 2 3, 8 4, 4