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Objetivos: Objetivos: Después de Después de completar este módulo completar este módulo
deberá:deberá:• Definir Definir corriente eléctricacorriente eléctrica y y fuerza fuerza
electromotrizelectromotriz..
• Escribir y aplicar la Escribir y aplicar la ley de Ohmley de Ohm a a circuitos que contengan resistencia y circuitos que contengan resistencia y fem.fem.• Definir la Definir la resistividad resistividad de un material y de un material y aplicar fórmulas para su cálculo.aplicar fórmulas para su cálculo.
• Definir y aplicar el concepto de Definir y aplicar el concepto de coeficiente de temperatura de la coeficiente de temperatura de la resistenciaresistencia..
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Corriente eléctricaCorriente eléctrica
La La corriente eléctricacorriente eléctrica I I es la es la tasa del flujo de carga tasa del flujo de carga QQ a a través de una sección través de una sección transversal transversal A A en una unidad en una unidad de tiempo de tiempo tt..
QI
t
QI
t 1C
1 A1 s
1C
1 A1 s
Un Un ampereampere A A es la carga que es la carga que fluye a la tasa de un fluye a la tasa de un coulomb coulomb por segundopor segundo..
Un Un ampereampere A A es la carga que es la carga que fluye a la tasa de un fluye a la tasa de un coulomb coulomb por segundopor segundo..
AA++
--AlambrAlambree
+Q+Q
tt
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Ejemplo 1.Ejemplo 1. La corriente eléctrica en un La corriente eléctrica en un alambre es de 6 A. ¿Cuántos electrones alambre es de 6 A. ¿Cuántos electrones fluyen a través de un punto dado en un fluyen a través de un punto dado en un tiempo de 3 s?tiempo de 3 s?
I = 6 AI = 6 A;
qI q It
t ;
qI q It
t
qq = (6 A)(3 s) = 18 = (6 A)(3 s) = 18 CCRecuerde que: 1 eRecuerde que: 1 e-- = 1.6 x 10 = 1.6 x 10-19-19 C, luego C, luego
convierta:convierta:
-20
-19
1e18 C 18 C 1,125 x 10 electrons
1.6 x 10 C
En 3 s: 1.12 x 1020 electrones
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Corriente convencionalCorriente convencionalImagine un capacitor cargado con Imagine un capacitor cargado con Q = CVQ = CV
al que se permite al que se permite descargarse.descargarse.Flujo de electrones:Flujo de electrones: La La dirección de edirección de e- - que fluye de – que fluye de – a +. a +. Corriente convencional:Corriente convencional: El movimiento de +q de El movimiento de +q de + a – tiene el mismo + a – tiene el mismo efecto.efecto.
Los Los campos eléctricoscampos eléctricos y el y el potencialpotencial se se definen en términos de definen en términos de +q+q, así que se , así que se supondrá supondrá corriente convencional corriente convencional (incluso si (incluso si el flujo de electrones puede ser el flujo real).el flujo de electrones puede ser el flujo real).
++
--
+ -Flujo de
electrones
+ -+ -
e-
Flujo convencional
+
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Fuerza electromotrizFuerza electromotrizUna Una fuente de fuerza electromotriz (fem)fuente de fuerza electromotriz (fem) es un dispositivo que usa energía química, es un dispositivo que usa energía química, mecánica u otra para proporcionar la mecánica u otra para proporcionar la diferencia de potencial necesaria para diferencia de potencial necesaria para corriente eléctrica.corriente eléctrica.
Líneas de Líneas de transmisiótransmisiónn
BateríaBatería Generador Generador eólicoeólico
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Analogía de agua para Analogía de agua para FEMFEM
Presión baja
BombaAgua
Presión alta
VálvulaFlujode agua
Constricción
Fuente de FEM
Resistor
Potencial alto
Potencial bajo
Interruptor
E
RI
+ -
La La fuente de femfuente de fem (bomba) proporciona el (bomba) proporciona el voltajevoltaje (presión) para forzar (presión) para forzar electroneselectrones (agua) a través de una (agua) a través de una resistenciaresistencia eléctrica eléctrica (constricción estrecha).(constricción estrecha).
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Símbolos de circuito Símbolos de circuito eléctricoeléctrico
Con frecuencia, los Con frecuencia, los circuitos eléctricos circuitos eléctricos contienen uno o más resistores agrupados contienen uno o más resistores agrupados y unidos a una fuente de energía, como y unidos a una fuente de energía, como una batería.una batería.Con frecuencia se usan los siguientes Con frecuencia se usan los siguientes
símbolos:símbolos:
+ - + -- + - + -
Tierra Batería-+
Resistor
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Resistencia eléctricaResistencia eléctricaSuponga que se aplica una diferencia de potencial Suponga que se aplica una diferencia de potencial constante de constante de 4 V4 V a los extremos de barras a los extremos de barras geométricamente similares de, por decir, acero, geométricamente similares de, por decir, acero, cobre y vidrio.cobre y vidrio.
4 V 4 V 4 V
Acero Cobre Vidrio
Is Ic Ig
La corriente en el vidrio es mucho La corriente en el vidrio es mucho menor para el acero o el hierro, lo que menor para el acero o el hierro, lo que sugiere una propiedad de los materiales sugiere una propiedad de los materiales llamada llamada resistencia eléctrica R.resistencia eléctrica R.
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Ley de OhmLey de OhmLa La ley de Ohmley de Ohm afirma que la corriente afirma que la corriente II a través a través
de un conductor dado es directamente de un conductor dado es directamente proporcional a la diferencia de potencial proporcional a la diferencia de potencial VV entre entre
sus puntos extremos.sus puntos extremos.
La ley de Ohm permite definir la La ley de Ohm permite definir la resistencia Rresistencia R y escribir las siguientes y escribir las siguientes formas de la ley:formas de la ley:
; ; V V
I V IR RR I
; ; V V
I V IR RR I
VIOhm deLey
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Ejemplo 2. Ejemplo 2. Cuando una batería de Cuando una batería de 3 V3 V se conecta a una luz, se observa una se conecta a una luz, se observa una corriente de corriente de 6 mA6 mA. ¿Cuál es la . ¿Cuál es la resistencia del filamento de la luz?resistencia del filamento de la luz?
Fuente de FEM
RI
+ -
V = 3 V6 mA
3.0 V
0.006 A
VR
I
RR = 500 = 500 RR = 500 = 500
La La unidad SIunidad SI para la para la resistencia eléctrica es el resistencia eléctrica es el ohmohm, ,
1 V1
1 A
1 V1
1 A
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AmperímetrAmperímetroo
VoltímetrVoltímetroo
ReóstatoReóstatoFuente Fuente de FEMde FEM
Reóstato
A
Símbolos de circuito de laboratorioSímbolos de circuito de laboratorio
V fem-
+