Electrodinámica I

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ELECTRODINÁMICA I
Corriente eléctrica
Resistencia eléctrica
Ley de Ohm
FÍSICA
OBJETIVOS
 Estudiar el fenómeno corriente eléctrica, su paso
en los conductores y la oposición de estos a su
movimiento libre.
 Establecer y aplicar una de las leyes
fundamentales de los circuitos eléctricos “la ley de
Ohm”
Te has preguntado:
¿Qué tan importante es el uso de la corriente 
eléctrica en nuestra vida cotidiana?
Gran parte de las comodidades actuales se deben
al empleo de la corriente eléctrica.
Como por ejemplo: el funcionamiento de
dispositivos, maquinas y equipos cuyo empleo ha
posibilitado al hombre un amplio estudio sobre los
fenómenos naturales y sociales, los cuales influyen
en el comportamiento y bienestar humano.
CORRIENTE ELECTRICA
Consideremos los siguientes elementos:
Alambre 
conductor 
metálico
foco foco
El foco enciende
El foco no 
enciende
¿ Qué sucede en el interior del 
alambre?
Si conectamos 
con una pila o 
batería
átomo
Movimiento desordenado de 
electrones libres (no forman 
una corriente eléctrica)
+
−
Debido a la electrización de los
bornes de la pila, se establece en el
interior del alambre un campo
eléctrico,
𝐸
el cual ejerce fuerza 
eléctrica a las partículas con carga 
eléctrica del conductor y orienta el 
movimiento de los electrones libres.
𝐸
Entonces.
La corriente eléctrica es un
fenómeno que consiste en el
movimiento orientado de
portadores de carga, que pueden
ser electrones libres o iones en el
interior el conductor.
Movimiento orientado de electrones 
libres ( forman una corriente eléctrica)
Sentido de la corriente
a) Sentido real de la corriente eléctrica.
BATERIA
En un conductor metálico sólido, la corriente 
eléctrica esta determinado por el flujo de 
electrones libres.
(+) (-)
𝐸
VM VN
VM > VN
Mayor
potencial
Menor
potencial
b) Sentido convencional de la corriente eléctrica.
Históricamente, antes que se supiese de los electrones
se suponía que en los conductores se movían
partículas electrizadas positivas. Por este motivo,
convencionalmente fue adoptado el sentido en que se
mueven estas partículas y asi se usa hasta ahora.
(+) (-)
𝐸
VM VN
VM > VN
Mayor
potencial
Menor
potencial
BATERIA
𝑰 La corriente 
convencional va 
desde la zona de 
mayor potencial 
hacia la zona de 
menor potencial 
eléctrico. 
Intensidad de corriente eléctrica (I)
Para caracterizar la corriente eléctrica se emplea una
magnitud escalar denominada intensidad de corriente
eléctrica (I), que cuantifica la rapidez con que una
cantidad de carga Q atraviesa la sección transversal de
un conductor.
𝐼 =
𝑄
∆𝑡
Unidad en el S.I.:
Ampere ( A )
1A = 1 𝐶/𝑠
Si se tiene que a iguales intervalos de tiempo (Δt) por la
sección transversal atraviesan iguales cantidades de carga
(Q) se dice que la corriente es uniforme o constante.
Recordemos:
𝐼 =
𝑛 𝑞𝑒−
∆𝑡
1 mA = 10-3 A
1 µA = 10-6 A
𝑄 = 𝑛 𝑞𝑒−
Donde:
𝑛 : número de electrones que atraviesa la sección
transversal del conductor.
𝑞𝑒− = −1,6 𝑥 10
−19𝐶
∆𝑡: intervalo de tiempo (s)
(+) (-)
𝐸
VM VN
VM > VN
Mayor
potencial
Menor
potencial
(+) (-)
𝐸
VM VN
VM > VN
Mayor
potencial
Menor
potencial
Sección 
transversal
A menor flujo de cargas, 
la corriente tendrá 
menor intensidad
A mayor flujo de cargas, 
la corriente tendrá 
mayor intensidad
I
I
En general en la gráfica I
vs t también se cumple
La igualdad entre la
cantidad de carga Q que
atraviesa la sección
transversal y el área bajo
la gráfica.
Para una corriente continua y uniforme la gráfica I vs t
es la siguiente
I (A)
t (s)
0
I
I
Δt 
Área
Área = Q
Á𝑟𝑒𝑎 = 𝐼. ∆𝑡
𝑡𝑓𝑡𝑜
I (A)
t (s)
0 𝑡𝑓𝑡𝑜
𝑸 = Área
De la gráfica:
Área
Gráfica I vs t
Recordar:
𝐼 =
𝑄
∆𝑡
Por lo tanto:
𝑄 = 𝐼. Δt
Para la corriente continua y variable se tiene:
Aplicación 1:
Por un conductor de sección transversal uniforme circula
una corriente de 320 mA. ¿ Cual es el número de
electrones que atraviesan la sección transversal del
conductor en 0,1s? (e = 1,6𝑥10−19𝐶)
Resolución: Piden "𝑛“ número de electrones que atraviesa 
la sección transversal en 0,1s. 
I =
|𝑄|
𝑡
𝑄 = 𝑛|𝑞𝑒|
I =
𝑛|𝑞𝑒|
𝑡
Recordemos:
𝑦
Entonces:
𝑛 =
𝐼. 𝑡
|𝑞𝑒|
𝑛 = 𝑛 = 2𝑥1017
Aplicación 2:
La gráfica I-t corresponde a un conductor de cobre, de 
sección transversal constante. Determine la cantidad de 
carga que cruza una sección transversal del conductor, 
desde t = 3 s hasta t = 6 s.
𝐼(𝐴)
𝑡(𝑠)
3 6
2
4
Resolución:
Sabemos que: 𝑄 = Á𝑟𝑒𝑎
𝑄 =
(2 + 4)
2
3
𝑄 = 9 𝐶
𝑰
Piden 𝑄 : cantidad de carga eléctrica que 
cruza la sección transversal
Reemplazando: 320𝑥10−3 (0,1)
1,6x10−19
UNMSM 2014-1
Resistencia eléctrica
+−
𝐸
El material conductor ofrece cierta
oposición natural al paso de la corriente
eléctrica; a dicha oposición se denomina
RESISTENCIA ELÉCTRICA
Cuando un conductor presenta una
resistencia definida, recibe el nombre de
RESISTOR
Los electrones que forman la corriente
chocan con los átomos de la red iónica del
conductor y contra otros electrones libres.
SímboloEn físico
LEY DE POUILLET
En todo conductor homogéneo, su
resistencia eléctrica depende del material,
dimensiones y forma geométrica :
ρ: resistividad del material (Ω.m)
A: Área de la sección transversal que
atraviesa la corriente eléctrica (𝑚2).
Unidad en el S.I:
Ohmio (Ω)R = ρ
L
A
A
L
R
ρ I
L: longitud del conductor (m)
Donde:
Aplicación 3:
Los impulsos nerviosos, conocidos como
potenciales de acción, son ondas eléctricas
que viajan a grandes velocidades; nacen
comúnmente en el cuerpo celular de una
neurona y se propagan rápidamente por el
axón hacia su extremo, donde por medio de
la sinapsis, el estímulo es transmitido a otra
neurona. En este contexto, una fibra
nerviosa (axón) se puede considerar como
un cilindro de 1,0 m de longitud y de 20𝜇𝑚
de diámetro. Si su resistividad es de 2,0
Ωm. ¿Cuál es su resistencia?
Resolución
De acuerdo a las condiciones del enunciado:
L
𝐴
𝜌
De la Ley de Pouillet: 𝑅 = ρ
L
𝐴
𝑅 = 6,4 𝑥 109Ω
(2)
𝐴) 3,2 𝑥 108Ω 𝐵) 6,4 𝑥 109Ω
𝐶) 4,3 𝑥 106Ω 𝐷) 5,1 𝑥 107Ω
𝐸) 7,5 𝑥 105Ω
UNMSM 2017 - II
𝑅 = 0,64 𝑥 1010Ω
CLAVE B)
𝜌 = 2 Ω𝑚
𝐿 = 1𝑚
𝐷 = 20𝜇𝑚
Datos:
𝑟 =
𝐷
2
= 10𝜇𝑚
Piden 𝑅: resistencia eléctrica.
1
π(10 𝑥 10−6)2
𝑅 =
Ley de Ohm
I
I
I
+
_
A
B
VAB R
Consideremos el siguiente circuito eléctrico y su
representación esquemática
¿Qué ocurre con la corriente eléctrica si aumentamos el
voltaje de la fuente?
Experimentalmente se obtiene:
VAB
I
La constante de proporcionalidad es la resistencia 
eléctrica (R):
“Ley de Ohm”
VAB = I R
La corriente eléctrica en el circuito aumenta, ello se
evidencia por que el foco brilla mas.
θ
𝑅 = 𝑡𝑎𝑛𝜃
VAB(V)
I(A)
3
6
9
1 2 30
Gráficamente:
Observación:
A los materiales que verifican 
esta gráfica se les denomina:
Materiales óhmicos
𝑉
𝐼
= 𝑅
+
−
𝑉 𝐷𝑃 𝐼
𝑉
𝐼
= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
Es decir:
𝑉
𝐼
𝑡𝑎𝑛𝜃 =
𝑉
𝐼
Aplicación 4:
En el circuito mostrado, Si el voltaje de la fuente 
eléctrica se triplica, la intensidad de corriente 
que circula por el resistor 𝑅 aumenta en 4 A. 
Calcule 𝑅.
𝑅
40𝑉
−+
Resolución:
𝑅
40𝑉
−+
𝑅
120𝑉
−+
Caso I
Caso II
𝐼 𝐼 + 4
De la ley de Ohm
Piden 𝑅.
𝑉 = 𝐼. 𝑅
40 = 𝐼. 𝑅
𝑉2 = 𝐼2. 𝑅
…(1)
120 = (𝐼 + 4)𝑅
..(2)120 = 𝐼𝑅 + 4𝑅
120 = 40 + 4𝑅
𝑅 = 20 Ω
También:
(1) En (2)
w w w. a d u n i . e d u . p e