Física II

miércoles, 06 de mayo de 2020

Capítulo 27. Corriente y resistencia

Colegio José María Lafragua

Sección Bachillerato

Ciclo escolar 2019 – 2020

Jerson Sastré Xochitemol

Capítulo 27. Corriente y resistencia

Aprendizaje esperado:

Definir corriente eléctrica y fuerza electromotriz.

Escribir y aplicar la ley de Ohm a circuitos que

contengan resistencia y fem.

Sección 27.1 Flujo de la carga eléctrica

Sección 27.2 Dirección de la corriente

eléctrica

Sección 27.3 Fuerza electromotriz

Capítulo 27.1 Movimiento de la carga eléctrica

Símbolos de circuito eléctrico

Con frecuencia, los circuitos eléctricos contienen uno o

más resistores agrupados y unidos a una fuente de

energía, como una batería.

Con frecuencia se usan los siguientes símbolos:

+ - + - - + - + -

Tierra Batería

- + Resistor

Capítulo 27.1 Movimiento de la carga eléctrica

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica I es la tasa

del flujo de carga Q a través de

una sección transversal A en una

unidad de tiempo t.

QI

t

1C1 A

1 s

Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un

coulomb por segundo.

A +

-

Alambre

+Q

t

Capítulo 27.1 Movimiento de la carga eléctrica

Ejemplo: La corriente eléctrica en un alambre es de 6A.

¿Cuántos electrones fluyen a través de un punto

dado en un tiempo de 3s?

I = 6A

; q

I q Itt

q = (6 A)(3 s) = 18 C

Recuerde que: 1 e- = 1.6 x 10-19 C, luego 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

Corriente convencional

Imagine un condensador cargado con Q = CV al que se

permite descargarse.

Flujo de electrones: La

dirección de e- que fluye de

– a +.

Corriente convencional: El

movimiento de +q de + a –

tiene el mismo efecto.

Los campos eléctricos y el potencial se definen en

términos de +q, así que se supondrá corriente

convencional (incluso si el flujo de electrones puede ser

el flujo real).

+ +

- -

+ - Flujo de

electrones

+ - + -

e-

Flujo convencional

+

Capítulo 27.2 Dirección de la corriente eléctrica

Fuerza electromotriz

Una fuente de fuerza electromotriz (fem) es un dispositivo

que usa energía química, mecánica u otra para

proporcionar la diferencia de potencial necesaria para

corriente eléctrica.

Líneas de

transmisión Batería Generador eólico

Capítulo 27.3 Fuerza electromotriz

Analogía de agua para FEM

Presión

baja

Bomba Agua

Presión

alta

Válvula Flujo

de agua

Constricción

Fuente de FEM

Resistor Potencial

alto

Potencial

bajo

Interruptor

E

R I

+ -

La fuente de fem (bomba) proporciona el voltaje (presión)

para forzar electrones (agua) a través de una resistencia

eléctrica (constricción estrecha).

Capítulo 27.3 Fuerza electromotriz

Resistencia eléctrica

Suponga que se aplica una diferencia de potencial cons-

tante de 4V a los extremos de barras geométricamente

similares de, por decir, acero, cobre y vidrio.

4 V 4 V 4 V

Acero Cobre Vidrio

Is Ic Ig

La corriente en el vidrio es mucho menor para el acero o

el hierro, lo que sugiere una propiedad de los materiales

llamada resistencia eléctrica R.

Capítulo 27.3 Fuerza electromotriz

Ley de Ohm

La ley de Ohm afirma que la corriente I a través de un

conductor dado es directamente proporcional a la

diferencia de potencial V entre sus puntos extremos.

La ley de Ohm permite definir la resistencia R y escribir las

siguientes formas de la ley:

; ; V V

I V IR RR I

VIOhm deLey

Capítulo 27.4 Ley de Ohm

Ejemplo: Cuando una batería de 3V se conecta a una luz,

se observa una corriente de 6mA. ¿Cuál es la

resistencia del filamento de la luz?

Fuente de FEM

R I

+ -

V = 3V

6 mA

3.0 V

0.006 A

VR

I

R = 500 W

La unidad SI para la resistencia

eléctrica es el ohm, W:

1 V1

1 A

Capítulo 27.4 Ley de Ohm

Amperímetro Voltímetro Reóstato Fuente de FEM

Reóstato

A

Símbolos de circuito de laboratorio

V fem

-

+

Capítulo 27.4 Ley de Ohm