1. CICLO 2012-III Módulo:I
Unidad:IV Semana: 4
FISICA III
CARLOS LEVANO HUAMACCTO

2. CORRIENTE ELECTRICA

3. ORIENTACIONES
• Revisar el contenido teniendo en cuenta
La referencia bibliográfica propuesta para
esta semana.

4. CONTENIDOS TEMÁTICOS
• Corriente electrica
• Cooriente convencional
• Fuerza electromotriz
• Ley de ohm
• Leyes de Kirchhoff

5. Corriente eléctrica
La corriente eléctrica I es la tasa
del flujo de carga Q a través de + +Q
A
una sección transversal A en
una unidad de tiempo t. t
Alambr
Q 1C e
I= 1A= -
t 1s
Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un
Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un
coulomb por segundo.
coulomb por segundo.

6. 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 C
Recuerde que: 1 e- = 1.6 x 10-19 C, luego convierta:
 1e- 
18 C = ( 18 C )   = 1,125 x 10 20electrons
 1.6 x 10-19C 
En 3 s: 1.12 x 1020 electrones

7. Corriente convencional
Imagine un capacitor 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.
Flujo convencional

8. 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 Batería Generador eólico
transmisión

9. Analogía de agua para FEM
Presión Constricción Presión Potencial Resistor Potencial
alta baja alto bajo
+ -
R
I Interruptor
Flujo Válvula
de agua E
Agua Bomba Fuente de
FEM
La fuente de fem (bomba) proporciona el voltaje (presión)
para forzar electrones (agua) a través de una resistencia
eléctrica (constricción estrecha).

10. 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
+ -
+ - + -
- + - + -

11. Resistencia eléctrica
Suponga que se aplica una diferencia de potencial
constante de 4 V a los extremos de barras
geométricamente similares de, 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.

12. 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.
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

13. 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= = R = 500 Ω
R = 500 Ω
I 0.006 A
+ -
La unidad SI para la resistencia R
eléctrica es el ohm, Ω: I 6 mA
V=3V
1V
1Ω= Fuente de FEM
1A

14. Símbolos de circuito de laboratorio
A
-
V fem Reóstato
+
Voltímetro Fuente Amperímetro Reóstato
de FEM

15. Factores que afectan la resistencia
1. La longitud L del material. Los materiales más
largos tienen
L 2Lmayor resistencia.
1Ω 2Ω
2. El área A de sección transversal del material. Las
áreas más grandes ofrecen MENOS resistencia.
A 2A
2Ω
1Ω

16. Factores que afectan R (Cont.)
3. La temperatura T del material. Las
temperaturas más altas resultan en
resistencias más altas.
R > Ro
Ro
4. El tipo del material. El hierro tiene más resistencia
eléctrica que un conductor de cobre geométricamente
similar.
Ri > Rc
Cobre Hierro

17. Resistividad de un material
Al recordar que R es directamente proporcional a la
longitud L e inversamente proporcional al área A, se
puede escribir:
L RA
R=ρ or ρ=
A L
La unidad de resistividad es el ohm-metro (Ωm)

18. Ejemplo 3. ¿Qué longitud L de alambre de cobre se
requiere para producir un resistor de 4 mΩ? Suponga
que el diámetro del alambre es 1 mm y que la
resistividad ρ del cobre es 1.72 x 10-8 Ωm .
πD π (0.001 m)
2 2 A = 7.85 x 10-7 m2
A= =
4 4
L RA (0.004 Ω)(7.85 x 10-7 m 2 )
R=ρ L= =
A ρ 1.72 x 10-8 Ωgm
La longitud requerida es: L = 0.183 m

19. Coeficiente de temperatura
Para la mayoría de los materiales, la resistencia R
cambia en proporción a la resistencia inicial Ro y al
cambio en temperatura ∆t.
Cambio en resistencia: ∆R = α R0 ∆t
El coeficiente de temperatura de la resistencia, α es el
cambio en resistencia por unidad de resistencia por
unidad de grado en cambio de temperatura.
∆R 1
α = ; Unidades :
R0 ∆t C°

20. Ejemplo 4. La resistencia de un alambre de cobre es
4.00 mΩ a 200C. ¿Cuál será su resistencia si se calienta
a 800C? Suponga que α = 0.004 /Co.
Ro = 4.00 mΩ; ∆t = 80oC – 20oC = 60 Co
∆ R = α R0 ∆ t ; ∆ R = (0.004 / C0 )(4 mΩ )(60 C 0 )
∆R = 1.03 mΩ
∆R = 1.03 mΩ R = Ro + ∆R
R = 4.00 mΩ + 1.03 mΩ
R = 5.03 mΩ
R = 5.03 mΩ

21. 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 q
P= = e I =
t t t
Sustituya q = It , entonces: I
V
VIt
P= P = VI
t

22. Cálculo de potencia
Al usar la ley de Ohm, se puede encontrar la
potencia eléctrica a partir de cualquier par de los
siguientes parámetros: corriente I, voltaje V y
resistencia R.
Ley de Ohm: V = IR
2
V
P = VI ; P = I R; P =
2
R

23. 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 W
P = 1080 W
Ejemplo 6. Un calentador de 500 W extrae una
corriente de 10 A. ¿Cuál es la resistencia?
P 500 W R = 5.00 Ω
P = I R; R = 2 =
2
R = 5.00 Ω
I (10 A) 2

24. Resumen de fórmulas
Corriente
Corriente Q 1C
eléctrica:
eléctrica:
I= 1A=
t 1s
Ley de Ohm
Ley de Ohm
V V
I= ; V = IR; R=
R I
1 volt
Resistencia = 1 ohm =
1 ampere

25. CONCLUSIONES (Cont.)
L RA
Resistividad de materiales R=ρ or ρ=
A L
Coeficiente de temperatura de la resistencia:
∆R 1
∆R = α R0 ∆t α =
R0 ∆t
; Unidades :
C°
2
V
Potencia eléctrica P: P = VI ; P = I R; P =
2
R

26. ACTIVIDADES DE INVESTIGACIÓN SUGERIDAS
• Aplique los conceptos aprendidos en esta
clase para explicar las conexiones son el
los diferentes ambientes de una casa
domestica. Se ahorra energía!.

27. GRACIAS