Capítulo 27. Corriente y       resistencia    Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de FísicaSouthern Polyt...
Objetivos: Después de completar        este módulo deberá:• Definir corriente eléctrica y fuerza  electromotriz.• Escribir...
Corriente eléctricaLa corriente eléctrica I es la tasadel flujo de carga Q a través de       +        +Quna sección transv...
Ejemplo 1. La corriente eléctrica en un alambre  es de 6 A. ¿Cuántos electrones fluyen a través  de un punto dado en un ti...
Corriente convencionalImagine un capacitor cargado con Q = CV al que                       se permite descargarse.        ...
Fuerza electromotrizUna fuente de fuerza electromotriz (fem) es undispositivo que usa energía química, mecánica uotra para...
Analogía de agua para FEM  Presión   Constricción   Presión   Potencial Resistor   Potencial    alta                    ba...
Símbolos de circuito eléctrico Con frecuencia, los circuitos eléctricos contienen uno o más resistores agrupados y unidos ...
Resistencia eléctricaSuponga que se aplica una diferencia de potencial constantede 4 V a los extremos de barras geométrica...
Ley de OhmLa ley de Ohm afirma que la corriente I a través de un  conductor dado es directamente proporcional a la diferen...
Ejemplo 2. Cuando una batería de 3 V se   conecta a una luz, se observa una corriente   de 6 mA. ¿Cuál es la resistencia d...
Símbolos de circuito de laboratorio                         A                   +      V      fem                       Re...
Factores que afectan la resistencia1. La longitud L del material. Los materiales   más largos tienen mayor resistencia.   ...
Factores que afectan R (Cont.)3. La temperatura T del material. Las temperaturas  más altas resultan en resistencias más a...
Resistividad de un materialLa resistividad es una propiedad de un material    que determina su resistencia eléctrica R.  A...
Ejemplo 3. ¿Qué longitud L de alambre de   cobre se requiere para producir un resistor de   4 m ? Suponga que el diámetro ...
Coeficiente de temperaturaPara la mayoría de los materiales, la resistenciaR cambia en proporción a la resistencia inicial...
Ejemplo 4. La resistencia de un alambre de cobrees 4.00 m a 200C. ¿Cuál será su resistencia si secalienta a 800C? Suponga ...
Potencia eléctrica    La potencia eléctrica P es la tasa a la que se gasta la    energía eléctrica, o trabajo por unidad d...
Cálculo de potenciaAl usar la ley de Ohm, se puede encontrar lapotencia eléctrica a partir de cualquier par de lossiguient...
Ejemplo 5. Una herramienta se clasifica en 9 A cuando se usa con un circuito que proporciona 120 V. ¿Qué potencia se usa p...
Resumen de fórmulasCorriente                Q                1Celéctrica:                   I             1A              ...
Resumen (Cont.) Resistividad      R                         L                              or                             ...
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  1. 1. Capítulo 27. Corriente y resistencia Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de FísicaSouthern Polytechnic State University © 2007
  2. 2. Objetivos: Después de completar este módulo deberá:• Definir corriente eléctrica y fuerza electromotriz.• Escribir y aplicar la ley de Ohm a circuitos que contengan resistencia y fem.• Definir la resistividad de un material y aplicar fórmulas para su cálculo.• Definir y aplicar el concepto de coeficiente de temperatura de la resistencia.
  3. 3. Corriente eléctricaLa corriente eléctrica I es la tasadel flujo de carga Q a través de + +Quna sección transversal A en Auna unidad de tiempo t. t Alambre Q 1C I t 1A 1s - Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un coulomb por segundo.
  4. 4. Ejemplo 1. La corriente eléctrica en un alambre es de 6 A. ¿Cuántos electrones fluyen a través de un punto dado en un tiempo de 3 s? q I ; q It t I=6A q = (6 A)(3 s) = 18 CRecuerde que: 1 e- = 1.6 x 10-19 C, luego convierta: 1e- 20 18 C 18 C 1,125 x 10 electrons 1.6 x 10-19C En 3 s: 1.12 x 1020 electrones
  5. 5. Corriente convencionalImagine un capacitor cargado con Q = CV al que se permite descargarse. + - + - Flujo de electrones: La dirección + - de e- que fluye de – a +. Flujo de e electrones - Corriente convencional: El + movimiento de +q de + a – Flujo convencional tiene el mismo efecto.Los campos eléctricos y el potencial se definen entérminos de +q, así que se supondrá corrienteconvencional (incluso si el flujo de electrones puedeser el flujo real).
  6. 6. Fuerza electromotrizUna fuente de fuerza electromotriz (fem) es undispositivo que usa energía química, mecánica uotra para proporcionar la diferencia de potencialnecesaria para corriente eléctrica.Líneas de Batería Generadortransmisión eólico
  7. 7. Analogía de agua para FEM Presión Constricción Presión Potencial Resistor Potencial alta baja alto bajo + - R Flujo Válvula I Interruptor de agua EAgua Bomba Fuente de FEMLa fuente de fem (bomba) proporciona el voltaje(presión) para forzar electrones (agua) a través deuna resistencia eléctrica (constricción estrecha).
  8. 8. 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 + - + - + - - + - + -
  9. 9. Resistencia eléctricaSuponga que se aplica una diferencia de potencial constantede 4 V a los extremos de barras geométricamente similaresde, por decir, acero, cobre y vidrio. Acero Cobre Vidrio Is Ic Ig 4V 4V 4V 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.
  10. 10. Ley de OhmLa 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. Ley de Ohm I V La ley de Ohm permite definir la resistencia R y escribir las siguientes formas de la ley: V V I ; V IR; R R I
  11. 11. Ejemplo 2. Cuando una batería de 3 V se conecta a una luz, se observa una corriente de 6 mA. ¿Cuál es la resistencia del filamento de la luz? V 3.0 V R I 0.006 A R = 500 + - RLa unidad SI para la resistencia I 6 mAeléctrica es el ohm, V=3V 1V Fuente de 1 1A FEM
  12. 12. Símbolos de circuito de laboratorio A + V fem Reóstato -Voltímetro Fuente de Amperímetro Reóstato FEM
  13. 13. Factores que afectan la resistencia1. La longitud L del material. Los materiales más largos tienen mayor resistencia. L 2L 1 22. El área A de sección transversal del material. Las áreas más grandes ofrecen MENOS resistencia. A 2A 2 1
  14. 14. Factores que afectan R (Cont.)3. La temperatura T del material. Las temperaturas más altas resultan en resistencias más altas. R > Ro Ro4. El tipo del material. El hierro tiene más resistencia eléctrica que un conductor de cobre geométricamente similar. Ri > R c Cobre Hierro
  15. 15. Resistividad de un materialLa resistividad es una propiedad de un material que determina su resistencia eléctrica R. Al recordar que R es directamente proporcional a la longitud L e inversamente proporcional al área A, se puede escribir: L RA R or A LLa unidad de resistividad es el ohm-metro ( m)
  16. 16. Ejemplo 3. ¿Qué longitud L de alambre de cobre se requiere para producir un resistor de 4 m ? Suponga que el diámetro del alambre es 1 mm y que la resistividad del cobre es 1.72 x 10-8 .m . D2 (0.001 m) 2 A A = 7.85 x 10-7 m2 4 4 -7 2 L RA (0.004 )(7.85 x 10 m ) R L -8 A 1.72 x 10 mLa longitud requerida es: L = 0.183 m
  17. 17. Coeficiente de temperaturaPara la mayoría de los materiales, la resistenciaR cambia en proporción a la resistencia inicialRo y al cambio en temperatura t. Cambio en R R0 t resistencia:El coeficiente de temperatura de la resistencia, esel cambio en resistencia por unidad de resistenciapor unidad de grado en cambio de temperatura. R 1 ; Unidad es : R0 t C
  18. 18. Ejemplo 4. La resistencia de un alambre de cobrees 4.00 m a 200C. ¿Cuál será su resistencia si secalienta a 800C? Suponga que = 0.004 /Co.Ro = 4.00 m t = 80oC – 20oC = 60 Co 0 0 R R0 t ; R (0.004 / C )(4 m )(60 C ) R = 1.03 m R = Ro + R R = 4.00 m + 1.03 m R = 5.03 m
  19. 19. Potencia eléctrica La potencia eléctrica P es la tasa a la que se gasta la energía eléctrica, o trabajo por unidad de tiempo.Para cargar C: Trabajo = qV V q Trabajo qV qP e I t t tSustituya q = It , entonces: I V VIt P P = VI t
  20. 20. Cálculo de potenciaAl usar la ley de Ohm, se puede encontrar lapotencia eléctrica a partir de cualquier par de lossiguientes parámetros: corriente I, voltaje V yresistencia R. Ley de Ohm: V = IR 2 V 2 P VI ; P I R; P R
  21. 21. Ejemplo 5. Una herramienta se clasifica en 9 A cuando se usa con un circuito que proporciona 120 V. ¿Qué potencia se usa para operar esta herramienta? P = VI = (120 V)(9 A) P = 1080 WEjemplo 6. Un calentador de 500 W extraeuna corriente de 10 A. ¿Cuál es laresistencia? P 500 W P 2 I R; R R = 5.00 I2 (10 A) 2
  22. 22. Resumen de fórmulasCorriente Q 1Celéctrica: I 1A t 1s Ley de Ohm V V I ; V IR; R R I 1 volt Resistencia 1 ohm 1 ampere
  23. 23. Resumen (Cont.) Resistividad R L or RAde materiales: A LCoeficiente de temperatura de la resistencia: R 1 R R0 t R0 t ; Unidade s : C 2 Potencia V 2 P VI ; P I R; P eléctrica P: R
  24. 24. CONCLUSIÓN: Capítulo 27 Corriente y resistencia

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