Prof. Pedro Eche Querevalú

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5to de Secundaria

2010

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Presentación

Inicio

Dentro de la electrodinámica clásica, encontramos la

teoría de Albert Einstein de la relatividad especial,

producto de que a fines del SXIX, los físicos notan una

contradicción entre las leyes aceptadas de

electrodinámica y la mecánica clásica, en especial las

teorías planteadas por Maxwell que predecían resultados

no intuitivos como la velocidad de la luz, que es una sola

y es igual para cualquier observador y que no obedece a

la "Invariancia" de Galileo. Se pensaba que las

ecuaciones de Maxwell eran incorrectas y que las

verdaderas contenían un término de correspondencia

con la influencia del éter lumínico. En base a esto,

Einstein propone que las ecuaciones del a

electrodinámica eran correctas, pero que habían

principios de la mecánica eran inexactos, además de no

existir evidencia del éter, lo que llevó a la formulación de

la "relatividad especial".

Presentación

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ELECTRODINÁMICA

LA CORRIENTE ELÉCTRICA

LA GENERACIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICA

LA FUERZA ELECTROMOTRIZ

LA LEY DE OHM

LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS

EJEMPLO

Contenido Temático

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ELECTRODINÁMICAEs la parte de la física que estudia los fenómenos eléctricos relacionados

con las cargas eléctricas en movimiento.

La electrodinámica consiste en el movimiento de un flujo de cargas

eléctricas que pasan de una molécula a otra, utilizando como medio de

desplazamiento un material conductor como, por ejemplo, un metal.

Para poner en movimiento las cargas eléctricas o de electrones, podemos

utilizar cualquier fuente de fuerza electromotriz (FEM), ya sea de

naturaleza química (como una batería) o magnética (como la producida

por un generador de corriente eléctrica), aunque existen otras formas de

poner en movimiento las cargas eléctricas.

“Estudiaremos los fenómenos electrodinámicos usando los principios de

conservación de la carga y de la energía”.

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Es la circulación o movimiento neto de cargas eléctricas de un punto a otrodebido a la presencia de un campo eléctrico, a través de un circuitoeléctrico cerrado. Se mueven siempre del polo negativo al polo positivo dela fuente de fuerza electromotriz (FEM).

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

circuito.

CORRIENTE ELÉCTRICA

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“La intensidad de una corriente eléctrica es la cantidad decorriente que atraviesa una sección de un conductor por unidadde tiempo”.

La intensidad de corriente eléctrica (I) mide la cantidad decargas eléctricas (q) que fluye a través de un conductor enun intervalo de tiempo (t).

I = Q / tEn el SI:La intensidad de corriente se expresa en amperios (A)1 A = 1 C/sI: intensidad de corriente (A)Q: Valor absoluto de la carga a través de la sección transversal del conductor.t: intervalo de tiempo.

INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA (I)

Comparación: 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".

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LA GENERACIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICAPodemos generar corriente eléctrica conectando un cable conductor entre dos esferas

cargadas con diferentes signos, pero al cabo de un tiempo muy pequeño las esferas

tendrán el mismo potencial eléctrico y la corriente desaparecerá.

Para mantener la corriente eléctrica en forma permanente en el conductor es

necesaria una especie de “bomba de cargas eléctricas” que mantenga a las cargas en

movimiento en un circuito (trayectoria cerrada). Tal dispositivo es una fuente de

fuerza electromotriz.

“Una fuente de fuerza electromotriz es un dispositivo que es capaz de mantener

una corriente eléctrica en un conductor”.

Las pilas y baterías generan una fuerza electromotriz constante y, por lo tanto,

mantienen una corriente continua y constante.

Los generadores eléctricos, como las centrales hidroeléctricas, tienen una fuerza

electromotriz variable, lo que origina corrientes alternas u oscilantes, como la corriente

que obtenemos de los tomacorrientes.

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Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía provenientede cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corrienteeléctricaLa fuerza electromotriz ( ) de una batería es la energía (E) quesuministra la fuente por cada unidad de carga eléctrica (q) quepondrá en movimiento.

= E / qLa fem de una fuente se mide en voltios (V)En las tiendas podemos encontrar diferentes tipos de pilas obaterías, las más comunes cuya fuerza electromotriz es de 1,5 V.Para obtener mayor fem, las pilas se pueden asociar en serie. Porejemplo, muchas radios a pilas funcionan con 9 V y usan seis pilasde 1,5 V conectados en serie.

FUERZA ELECTROMOTRIZ (fem)

Para ello se necesita de una diferencia de potencial (Voltaje) entredos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dichafuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas através de un circuito cerrado. Tal diferencia de potencial esconocida como caída de tensión o voltaje.

Ejemplos de fuentes: Pilas voltaicas, dínamos electromagnéticos, células fotoeléctricas, piezas eléctricos, etc.

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LEY DE OHM

Postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm,

vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en

cualquier circuito eléctrico como son:

Tensión o voltaje "E", en volt (V).

Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).

Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado

al circuito.“Si se representa la resistencia del conductor por la letra R, ladiferencia de potencial en los extremos del conductor por la letra V, yla corriente que circula por él, con la letra I”, la ley de Ohm puede

formularse como:

V / I = R = constanteque es lo mismo que decir I = V / R ó R = V / I

Donde R es una constante llamada resistencia eléctrica y se expresa enohmios ( )La unidad de resistencia eléctrica es el OHMIO, simbolizado por la letragriega omega1 = 1 V / A

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RESISTENCIA ELECTRICA Oposición que encuentra la corriente al pasar por un circuito eléctrico cerrado, atenuando ofrenando el libre flujo de circulación de los electrones.La resistencia de un conductor depende de sus dimensiones: es decir, tendrá más

resistencia cuanto más estrecho y largo sea dicho conductor. Esto resulta intuitivo si

se considera la resistencia como la dificultad que opone al paso de la corriente.

Dicha proporcionalidad se expresa como:

R = .L / ADonde:

R es la resistencia medida en ohmios

L es la longitud medida en metros.

A es la sección (área) transversal del conductor, en metros cuadrados.

es una constante que depende del material con que está fabricado el conductor y

se llama RESISTIVIDAD DEL MATERIAL y se expresa en ohmio por metro ( . m).

La resistencia eléctrica dependerá de l tipo de material ( ) , de la longitud (L) y del área de su sección transversal(A).

Representación gráfica

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ALGUNOS TIPOS DE RESISTENCIAS

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ASOCIACIÓN DE RESISTENCIASEn SERIESe dice que varias resistencias están montadas en serie cuando el final de una está

conectada al principio de la otra, como muestra la figura. En este esquema, las

intensidades de corriente para cada resistencia son iguales y la diferencia de potencial

entre los extremos de cada resistencia es proporcional al valor de la resistencia.

Observemos el caso para tres resistencias.

Se cumple:

Itotal = I 1=I 2=I3= V 1+ V 3+ V4

Rtotal = R1 +R2 +R3

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ASOCIACIÓN DE RESISTENCIASEn PARALELOLa resistencias se conectan con la misma diferencia de potencial. En este esquema la

intensidad de corriente entre los extremos de cada resistencia es inversamente

proporcional al valor de la resistencia.

Se cumple:

Itotal = I 1+I 2+I3= V 1= V 2= V3

321

1111

RRRRtotal

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ASOCIACIÓN DE RESISTENCIASMIXTASEn una asociación mixta podemos encontrarnos conjuntos de resistencias en serie con

conjuntos de resistencias en paralelo. Para determinar la resistencia equivalente de una

asociación mixta se van simplificando las resistencias que están en serie y las que están

en paralelo de modo que el conjunto vaya resultando cada vez más sencillo, hasta

terminar con un conjunto en serie o en paralelo.

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PROBLEMASe tienen tres resistencias: 200 K , 500 K y 700 k . ¿Cómo deben asociarse para dar el

máximo y mínimo valor en su resistencia total o equivalente?

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1.- El máximo valor de la resistencia total se obtiene asociando en serie, por

lo tanto.

2.- El mínimo valor de la resistencia total se obtiene asociando en paralelo,

por lo tanto:

kR

kkkR

RRRR

total

total

total

1400

700500200

321

kK

R

KkR

kkkR

RRRR

total

total

total

total

6,1189,5

700

700

9,5

700

14,15,31

700

1

500

1

200

11

1111

321

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Actividades interactivas

Recursos

Haz clic en “Actividades interactivas” para ingresar para desarrollar las actividades educativas

lúdicas

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Créditos

Electrodinámica – introducción

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodinamica

Fuerza electromotriz

https://sites.google.com/site/cienciasnaturalesfisica/electrodinamica

Resistencias

http://www.ifent.org/lecciones/electrodinamica/eldinami33.asp

Circuitos

http://www.terra.es/personal2/equipos2/tcr.htm

Ley de Ohm

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm

Resistencias en serie y paralelo

http://rabfis15.uco.es/lvct/tutorial/27/ejemplo4-1.htm

Asociación de resistencias

http://centros.edu.xunta.es/contidos/internetenelaula/newton07/1bach/corriente_electrica/resistencias.htm?2&0

Circuitos equivalentes

http://www.ifent.org/lecciones/CAP05/CAP51.asp