Tema 25 - Electrodinámica

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83UNI SEMESTRAL 2013 - III FÍSICA TEMA 26
ELECTRODINÁMICA
FÍSICA
I. CORRIENTE ELÉCTRICA
Movimiento forzado (orientado) de cargas libres a través
de un conductor debido a la influencia de un campo
eléctrico, el cual es, a su vez, debido a una diferencia de
potencial entre dos puntos del conductor.
El sentido del movimiento de las cargas libres determina
el sentido de la corriente, el cual depende del signo de
las cargas.
Se tienen los siguientes casos:
 
En la práctica, se emplea el sentido convencional, es
decir, se considera el sentido que tendría si la corriente
estuviera formada por cargas libres positivas.
(VA > VB)
Conductor metálico
II. INTENSIDAD DE CORRIENTE (I)
Caracteriza la rapidez con la cual se desplazan las cargas
libres que forman una corriente. Determina la cantidad
de carga que pasa por la sección transversal del con-
ductor en la unidad de tiempo.
 
QI
t


Unidad:
Ampere (A) = 
Coulomb (C)
Segundo (s)
Para el efecto de una corriente continua o directa
(C. C. o C. D.) se tiene que:
QI = = cte.
T
III. RESISTENCIA ELÉCTRICA
Oposición de un conductor al paso de las cargas forman-
do una corriente eléctrica.
Representación:
 
Variable:
A. Ley de Ohm: conductores metálicos
VV D.P. I = cte.
I
 
Unidad: Volt (V)Ohm ( )
Ampere (A)
 
B. Ley de Pouillet
La resistencia de un conductor depende de dos
factores:
1. Forma geométrica y dimensiones del conductor.
2. Del material que forma el conductor.
DESARROLLO DEL TEMA
84UNI SEMESTRAL 2013 - III FÍSICA
ELECTRODINÁMICA I
TEMA 26
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Para un conductor de sección recta uniforme:
A AA
L
R.D.P.L
1R.D.P
A
  
LR =
A

Donde la cantidad " " se denomina resistividad, y
su valor depende del material empleado y de la
temperatura.
IV. POTENCIA ELÉCTRICA (P)
Determina la cantidad de energía que consume o su-
ministra un dispositivo eléctrico en la unidad de tiempo.
 
P I V
Unidad: Watt (W) = Ampere (Volt)
Para una resistencia (R) Ohmica ( V = IR) se tiene:
2 2P I V I R V / R    
V. EFECTO JOULE
Aplicación del principio de conservación de la energía.
La energía consumida por una resistencia se transforma
completamente en calor, por lo que la potencia se
puede expresar como:
Energía consumida Calor Generado (Q)P = =
Tiempo Tiempo
Donde: Q = Pt  2Q = I Rt
Unidades: Joule = 2W s A s   
Observación:
1. La cantidad de calor no depende del sentido de la
corriente.
2. Para expresar "Q" en calorías, recordar:
1 J = 0,24 cal.
VI. ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS
A. Serie
 
• "I" es común
• 1 2 3V V V V      
• R = R + R +RE 1 2 3
B. Paralelo
• " V " es común
• I = I + I + I1 2 3
•
1 1 1 1= + +
R R R RE 1 2 3
VII.FUENTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Llamada también generador, es un dispositivo que es
capaz de establecer una diferencia de potencial y su-
ministrar la energía necesaria para que las cargas libres
formen una corriente.
E. mecánica
E. química
M
 G 
Energía
eléctrica
VIII.FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM ; )
Característica de un generador, la cual indica la energía
mecánica, química, etc., que se transforma en energía
eléctrica por unidad de carga eléctrica que circula por
el generador. La fem es una característica del genera-
dor, y no depende de la intensidad de corriente que
circule a través de este.
 
 
Energía=
Carga

 Unidad: Volt (V) = J/C
85UNI SEMESTRAL 2013 - III FÍSICA TEMA 26
ELECTRODINÁMICA I
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Observación
1. Todo generador, debido a los elementos que lo
forman, presenta una resistencia interna (r).
2. El voltaje entre los polos de un generador depende
de la intensidad y sentido de la corriente que circule
a través de este.
Descarga del generador:
V = V – V = – Ira b 
Carga del generador:
 
 V = V – V = + Ira b 
Casos Particulares:
I. I = 0 (circuito abierto) V  
II. r = 0 (generador ideal) V  
Luego, se tiene:
 : Energía que suministra el generador
V : Energía neta ganada o perdida
Problema 1
Dos focos idénticos se colocan en serie
y desarrollan una potencia de 100 W.
Calcule la potencia, en W, que desarro-
llarían los focos si se conectan en para-
lelo. En ambos casos los focos se co-
nectaron a la misma fuente de voltaje.
UNI 2010 - I
A) 100 B) 200
C) 300 D) 400
E) 500
Resolución:
2
S
equiv.
serie
VP
R

2
p
equiv.
paral.
VP
R

2
S
VP
2R

2
P
VP
R 2

P SP 4P 
Reemplazando datos y operando:
PP = 400 W
Respuesta: D) 400 W
Problema 2
Se desea medir la corriente que pasa
por la resistencia R y el voltaje en di-
cha resistencia. Determine cuáles de
los circuitos cumplen con dicho objeti-
vo, donde A representa un amperíme-
tro y V un voltímetro.
I)
II)
III)
IV)
UNI 2009 - I
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) Solo IV
E) II y IV
Resolución:
Recordar que:
Voltímetro  se conecta en paralelo
Amperímetro  se conecta en serie
Luego las posibles conexiones son:
Respuesta: C) Solo III
Problema 3
Los siguientes circuitos conectan 4 pi-
las ideales de 1,5 V con un foco de
filamento incandescente. ¿En cuál de
los siguientes circuitos alumbrará más
el foco?
UNI 2008 - II
problemas resueltos
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ELECTRODINÁMICA I
TEMA 26
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A)
B)
C)
D)
E)
Resolución
El foco alumbrará más en aquel circuito
en donde la potencia disipada (P) por este
sea mayor esto es donde la corriente (I)
que circula por el foco sea mayor.
Aplicamos la ley de Ohm en el circuito:
4I
R

Respuesta: E)