Corriente
- 1. Corriente eléctrica 1. Diferencia de potencial eléctrico 2. Intensidad de corriente. Velocidad de deriva 3. Resistencia. Ley de Ohm 4. Efecto Joule 5. Circuitos en serie y paralelo. Leyes de Kirchhoff 6. Instrumentos de medida 7. Celdas eléctricas. Fuerza electromotriz © Patricio Gómez Lesarri
- 2. Objetivos 1. Identificar los portadores de carga de un metal 2. Determinar la velocidad de deriva de los electrones en un metal 3. Definir intensidad de corriente eléctrica, diferencia de potencial y resistencia 4. Enunciar la ley de Ohm: comparar conductores óhmicos y no óhmicos 5. Definir fuerza electromotriz y resistencia interna 6. Combinar resistencias en serie y paralelo 7. Describir el uso de voltímetros y amperímetros ideales y no ideales 8. Describir usos prácticos de los divisores de potencial 9. Resolver problemas de circuitos eléctricos y aplicar las leyes de Kirchhoff 10. Describir la descarga de una celda electroquímica 11. Determinar la resistencia interna experimental 12. Investigar los factores que afectan a la resistencia
- 3. 1. Corriente eléctrica Corriente eléctrica: movimiento ordenado de cargas Portadores de carga en metales: movimiento aleatorio Dieléctricos: ruptura eléctrica
- 4. 1. Diferencia de potencial Diferencia de potencial Equivalencia con la diferencia de altura Voltio eV dV = − E.d r
- 5. 2. Intensidad de corriente Carga eléctrica que atraviesa la superficie transversal de un conductor por unidad de tiempo Sentido: movimiento de carga positiva Equivalencia: velocidad del flujo de cargas Amperio I = dq dt
- 6. 2. Velocidad de deriva Velocidad de deriva (desplazamiento) velocidad media de los electrones en un campo eléctrico I = n.S.v.e
- 7. 3. Resistencia Medida de la dificultad con la que se mueve las cargas eléctricas (ohmios, Ω) Proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la sección Resistividad: ohmios.m Conductores vs. aislantes R = ∆V I R = ρ l S
- 8. 3. Conductividad Medida de la facilidad con la que se mueven las cargas eléctricas en un medio Inversa de la resistividad Depende de la concentración y de la temperatura σ = 1 ρ S.m−1 = Ω−1 .m−1
- 9. 3. Ley de Ohm (1826) “La resistencia de un metal a temperatura constante es fija” La diferencia de potencial es proporcional a la intensidad Conductores óhmicos / no óhmicos R = ∆V I = constante J = σ.E
- 10. 3. Conductores óhmicos Óhmicos o lineales: resistencia constante Conductores: resistencia aumenta con la temperatura Materiales semiconductores: disminuye con la temperatura Curva característica
- 11. 4. Efecto Joule Energía disipada en forma de calor en una resistencia P = V.I = R.I2
- 12. 5. Asociaciones de resistencias Resistencias en serie Resistencias en paralelo Req = Ri∑ 1 Req = 1 Ri ∑
- 13. 5. Leyes de Kirchhoff (1845) Ley de los nodos: la suma de todas las intensidades de un nodo es nula Principio de conservación de la carga I = 0∑
- 14. 5. Leyes de Kirchhoff Ley de las mallas: en cualquier malla, la suma de las fem es igual a la suma de las diferencias de potencial de cada elemento del circuito ∑ ∑= IR.ε
- 15. 6. Voltímetro Instrumento de medida de diferencia de potencial Conexión en paralelo Resistencia infinita (ideal)
- 16. 6. Amperímetro Instrumento de medida de intensidad de corriente Conexión en serie Resistencia nula (ideal)
- 17. 6. Fotorresistencia (LDR) Dispositivo con resistencia dependiente de la luz Resistencia nula al incidir luz y máxima en oscuridad (50 Ω-1 MΩ) CdS: electrones saltan a la banda de conducción
- 18. 6. Termistor Dispositivo con resistencia dependiente de la temperatura NTC: negative temperature coefficient PTC: positive temperature coefficient
- 19. 6. Divisor de tensión (potenciómetro) Dispositivo que reduce la diferencia de potencial de un sensor
- 20. 7. Celdas electroquímicas Dispositivo que transforma energía química en eléctrica Celdas primarias: no se recargan: Leclanché (1886): Zn / MnO2, alcalinas Celdas secundarias: recargables: Ni / MH, Litio
- 21. 7. Capacidad de una celda Cantidad de carga disponible en una celda mA.h; A.h El voltaje inicial es mayor que el etiquetado Fase de meseta Caída final intensa
- 22. 7. Circuitos eléctricos: f.e.m. Energía por unidad de carga suministrada por un generador al circuito ε = rI + RI ∆V =ε −rI