Electrodinámica con ejercicios

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CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
Diego Jesús Mamani Vega 2
Corriente eléctrica
• Es un flujo (movimiento) de partículas cargadas debido a un diferencia de potencial
(voltaje) entre dos puntos de un conductor.
Sentido real de la corriente eléctrica
Sentido convencional de la corriente eléctrica
𝐸
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
Diego Jesús Mamani Vega 3
Corriente eléctrica
• Para los conductores sólidos los portadores de carga eléctrica son los electrones
• Para los conductores líquidos o gaseosos los portadores de carga eléctrica son los
iones.
Electrólisis
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Corriente eléctrica
• Tipos de corriente eléctrica
• Corriente directa (C.D): la corriente va siempre en una solo sentido
• Corriente alterna (C.A): la corriente va en dos o más sentidos debido a la
vibración de electrones en un conductor.
Corriente alternaCorriente directa o continua
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Intensidad de corriente eléctrica (I)
• Magnitud física escalar.
• Se define:
𝐼 =
𝑄
𝑡
• Su unidad de medida: 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒 − 𝐴
• Donde:
• 𝑄: cantidad de carga eléctrica que pasa por el conductor (C)
• 𝑡: tiempo (s)
𝐼 (𝐴)
𝑡 (𝑠)
Área
Nota:
Á𝑟𝑒𝑎 = 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑒𝑙é𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Resistencia eléctrica (R)
• Magnitud física escalar.
• Propiedad de los conductores por resistirse al paso de la corriente
eléctrica.
• Para un conductor rectilíneo
𝑅 =
𝜌𝐿
𝐴
• Su unidad de medida: Ohm - Ω
• Donde:
• 𝜌: resistividad eléctrica del material del conductor
• 𝐿: longitud del conductor (m)
• 𝐴: área de la sección transversal del conductor. (𝑚2)
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Ley de Ohm
• Solo para conductores metálicos
∆𝑉 = 𝐼𝑅
• Donde:
• ∆𝑉: voltaje o diferencia de potencial (V)
• 𝐼: intensidad de corriente eléctrica (A)
• 𝑅: resistencia eléctrica. (Ω)
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Para conductores óhmicos
𝑅 =
∆𝑉
𝐼
= 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
𝛼
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Potencia eléctrica (P)
• Se demuestra
𝑃 = ∆𝑉𝐼
• Su unidad de medida: Watt=W
• Donde:
• ∆𝑉: voltaje o diferencia de potencial (V)
• 𝐼: intensidad de corriente eléctrica (A)
• También:
𝑃 =
(∆𝑉)2
𝑅
= 𝐼2𝑅
• Recordar:
𝑃 =
𝐸
𝑡
Entonces:
𝐸 = 𝑃𝑡
Donde:
𝐸: energía eléctrica consumida (J)
𝑡: Tiempo de uso del resistor o del aparato eléctrico (s)
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Ley de Joule
• El calor (Q) liberado en una resistencia (R) al pasar una corriente eléctrica (I) durante un intervalo de
tiempo (t) está dado por:
• Caso ideal: Toda la energía eléctrica (E) se transforma en energía calorífica (Q).
𝐸 = 𝑄
𝑄 = 𝐼2𝑅𝑡
• Su unidad de medida: Joule (J)
• También
𝑄 = (0,24)𝐼2𝑅𝑡
• Su unidad de medida: Calorías (Cal)
Hornilla eléctrica
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Asociación de resistencias (Serie)
Cumple:
𝐼 = 𝐼1 = 𝐼2 = 𝐼3
∆𝑉 = ∆𝑉1 + ∆𝑉2 + ∆𝑉3
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Asociación de resistencias (Paralelo)
Cumple:
𝐼 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3
∆𝑉 = ∆𝑉1= ∆𝑉2= ∆𝑉3
NOTA 1:
Para dos resistores conectados en paralelo, 
cumple:
𝑅𝑒 =
𝑅1𝑥𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
NOTA 2:
Para dos resistores conectados en paralelo, de 
igual resistencia “R”, cumple:
𝑅𝑒 =
𝑅
2
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
Diego Jesús Mamani Vega 13
Fuentes de fuerza electromotriz (fem)
• Las fuentes de corriente suministran fem. Por ejemplo, una batería es una fuente de
fem (voltaje)que transforman energía química en energía eléctrica.
• Representación de una batería ideal (Resistencia eléctrica interna cero)
𝐼
∆
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Medida de la corriente y Voltaje
• Amperímetro: Mide la intensidad de corriente.
• Se conecta en serie
• Amperímetro ideal (R=0)
• Voltímetro: Mide el voltaje
• Se conecta en paralelo
• Voltímetro ideal (R=infinita)
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Leyes de Kirchhoff
෍𝐼𝑠𝑎𝑙𝑒𝑛 =෍𝐼𝑖𝑛𝑔𝑟𝑒𝑠𝑎𝑛 ෍(±)𝑓𝑒𝑚 = 𝐼1𝑅1 + 𝐼2𝑅2 +⋯ .
CAPÍTULO 13: ELECTRODINÁMICA
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Aplicación de las Leyes de Kirchhoff (UNMSM)
NOTA:
El signo (−) en las 
intensidades de 
corriente implica que 
el sentido de la 
corriente es el 
opuesto al que se 
propuso al inicio.