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GALARZA ESPINOZA, MOISES                                                                 FISICA GENERAL

                                          CORRIENTE ELECTRICA

        En los últimos capítulos del Bimestre
        anterior   nos    ocupamos   de    los
        Fenómenos     Eléctricos,    sentando                                      ¿Por    qué    un
        nuestra atención, principalmente a                                         “buen” conductor
        las cargas eléctricas que adquieren                                        eléctrico
        las   sustancias    malas  ó    buenas                                     también    podría
        conductoras de la electricidad, es                                         ser   un   “buen”
        decir, tratamos con cargas eléctricas                                      conductor
        en reposo.                                                                 térmico?
        En el presente capítulo analizaremos
        Fenómenos Eléctricos Relacionados con
        cargas eléctricas en movimiento, es
        decir, las Corrientes Eléctricas.




                                    “La      Corriente     Eléctrica      es     el
                                    movimiento     ó     flujo   de     electrones
                                    libre     a   través    de   un     conductor,
                                    debido    a   la   presencia   de    un    campo
                                    eléctrico”



                        E

                    -           -
                -           -




            Si el conductor es un
            líquido ó un gas, la
            corriente    se   debe
            principalmente      al
            movimiento   de  iones
            positivos   y/o  iones
            negativos.




                                                                                                 Página 1
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                                                   Para el sentido de la
                                                   corriente        eléctrica
                                                   consideremos   dos   casos
                                                   muy importantes:




 I.    SENTIDO REAL

           Las cargas negativas se mueven en sentido contrario al campo eléctrico.

                                                                   E

                                               -               -               -           -
                                                                                       -
                                      +                -               -




 II.   SENTIDO CONVENCIONAL

           Las cargas positivas se mueven en el mismo sentido al campo eléctrico.

                                                                   E

                                           +               +               +


                                                   +               +               +




               Cuando nos referimos a la
               corriente   eléctrica,   se
               sobreentiende que hablamos
               de       la       Corriente
               Convencional




                                                                                                       Página 2
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                                                                    Veamos ahora las
                                                                   clases de corriente




 I.         CORRIENTE CONTINUA

                 Cuando las cargas se desplazan continuamente en un mismo sentido en el conductor.

                                                               E




                                                      Corriente Continua


 II.        CORRIENTE ALTERNA

                 Cuando las cargas en el conductor oscilan desplazándose unas veces en un sentido y otras en sentido
       contrario, es decir, cambia periódicamente de sentido.

                                                               E




                                                      Corriente Alterna


         INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA

                 Es la medida de la cantidad de carga que pasa a través de una sección del conductor en la unidad de
       tiempo.
                                                                       La Unidad de Intensidad
                            E                                          de Corriente en el S.I.
                                                                        es el Ampere (A), en
                 +                  +                                  honor al físico Francés
                            +                     -
                                                                        André M. Ampere, que
                     +                  +                  q            vivió en el siglo XIX
                                                      i=
        +
                 +
                            +
                                    +                      t

                                i
       Donde :       q = Coulomb
                     t = segundos
                     i = ampere     1 A = 1 C/s




                                                                                                              Página 3
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    Ejemplo :    ¿Cuál será la intensidad de la corriente en una sección de un conductor si por la misma pasa
                 320 coulomb en 2 minutos?
                                                                            ¡Qué fácil!
    Solución :


    Datos : i = ?
                                            q
           q = ______                  i=       =             =
                                            t

           t = ______




      RESISTENCIA ELÉCTRICA

            Es la medida de la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica a través de él. Se
    representa mediante un segmento de línea recta.




                                                        R

                                                                        La ley de Ohm se enuncia de la siguiente
           El físico alemán George Simon Ohm
           (1787 - 1854), en el año 1827                                manera :
           mediante    mediciones    cuidadosas                         “El Cociente entre la Diferencia de
           trató por el cálculo el problema                             Potencial y la Intensidad de la Corriente
           de la conductibilidad eléctrica,
                                                                        es una cantidad constante para cada
           en dicha experiencia encontró la
           relación   que   existe   entre   la                         conductor llamada resistencia”.
           diferencia de potencial de los
                                                                                          R= V
           extremos de un conductor y la
           intensidad de la corriente que                                                    i
           circula   por   él,   esta   es   la
           conocida Ley de Ohm.
                                                                        La unidad de la resistencia en el S.I. es el
                                                                        Ohm ( ).


                                                                                                  1 Volt
                                                                                   1 Ohm ( ) =
                                                                                                 1 Ampere




    Observación : La Ley de Ohm no es una ley fundamental de la naturaleza sino más bien una relación empírica
    válida solo para ciertos materiales.




                                                                                                              Página 4
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                           R       L                                    Ohm    comprobó    que   la
                                   A                                    resistencia de un conductor
                                                                        depende del material del
                                                                        cual está hecho, la cual es
                                                                        directamente proporcional a
                           R = ρ L                                      la longitud e inversamente
                                 A                                      proporcional al área de la
                                                                        sección transversal.

      Donde :      ρ = constante de proporcionalidad, conocida
                         con el nombre de resistividad eléctrica        En el año en que Ohm
                         cuyo valor depende del material                descubre su famosa Ley
                   L = longitud del conductor                           (1827),    en    el   Perú
                   A = área de la sección transversal
                                                                        iniciabamos    el   Primer
                                                                        Militarismo con José de
                                                                        la    Mar,    hombre    de
      Unidades :
                                                                        entendimiento ilustrado,
                   L : metro (m)
                                                                        pero de carácter débil e
                   A : metro cuadrado (m2)                              indeciso.
                   R : Ohm (Ω)
                   Ρ : Ohm – metro (Ω - m)




                                                                         Rpta. : ___________

                                                                   5.    Durante cuánto tiempo deberá circular una
                                                                         corriente de 17 A para transportar una carga
 1.   Determinar la cantidad de carga, de un alambre                     de 68000 coulomb.
      conductor por donde circula 20 A en 4 minutos.
                                                                         Rpta. : ___________
      Rpta. : ___________
                                                                   6.    Si por un cable conductor circula una corriente
 2.   Si sabemos que por un conductor pasaron 5200                       de 36 A. Hallar la cantidad de carga que
      coulomb en 4 minutos. ¿Cuál es la intensidad de                    pasará en 3 minutos.
      la corriente que circula por el conductor?
                                                                         Rpta. : ___________
      Rpta. : ___________                                          7.    Si por un conductor pasan 6300 coulomb en
                                                                         9 minutos. ¿Cuál es la intensidad de corriente?
 3.   ¿En cuánto tiempo pasará una carga de 200
      coulomb a través de un conductor que lleva una                     Rpta. : ___________
      corriente de 28 A?
                                                                   8.    ¿Qué intensidad de corriente circulará por un
      Rpta. : ___________                                                conductor de 24      de resistencia, al aplicarle
                                                                         un voltaje de 120 voltios?
 4.   ¿Cuál será la intensidad de corriente que pasa
      por un conductor en 16 seg, si se sabe que a                       Rpta. : ___________
                                          20
      través de su sección pasan 8 x 10        electrones?


                                                                                                                   Página 5
9.   ué resistencia tendrá un conductor que al        2.   Por un conductor ha pasado durante 3 horas
     aplicarle un voltaje de 70 voltios experimenta        una corriente de 5 amperios. ¿Qué cantidad de
     una corriente de 14 A?                                carga ha pasado por el conductor?

     Rpta. : ___________                                   Rpta. : ___________

10. ¿Cuál es el voltaje que se debe aplicar a un      3.   En un calentador eléctrico ordinario, la
    conductor por donde circula una corriente de           corriente es 5 amperios. ¿Qué cantidad de
    5 A y qué tiene una resistencia de 16 ?                carga ha pasado por dicho calentador en 8
                                                           minutos?
     Rpta. : ___________
                                                           Rpta. : ___________
11. ¿Cuál es la resistencia de cierto conductor que
    al aplicarle un voltaje de 90 voltios             4.   ¿Qué intensidad tendrá una corriente que
    experimenta una corriente de 6 A?                      transporta 1400 coulomb en 10 minutos?

     Rpta. : ___________                                   Rpta. : ___________

12. Si la resistencia de cierto conductor es 8 .      5.   ¿Cuál será la intensidad de corriente de un
    ¿Cuál será la resistencia de otro conductor de         conductor de 12 al aplicarle 48 voltios?
    la misma área transversal y doble de longitud?
                                                           Rpta. : ___________
     Rpta. : ___________
                                                      6.   Se sabe que por un conductor circulan 16 A en
13. Si la resistencia de cierto conductor es 9 .           2 minutos, determinar el número de electrones
    ¿Cuál será la resistencia de otro conductor del        que pasan por su sección recta.
    doble de área transversal y el triple de
    longitud?                                              Rpta. : ___________

     Rpta. : ___________                              7.   Por un foco de 15   circulan 3 A, determinar el
                                                           voltaje.
14. Si la resistencia de un conductor es 81 .
    ¿Cuál será la resistencia de otro conductor del        Rpta. : ___________
    triple de área transversal y cuádruple de
    longitud?                                         8.   ¿Qué resistencia se debe aplicar a una lámpara
                                                           para que con una corriente de 16 amperios,
     Rpta. : ___________                                   consuma un voltaje de 220 voltios?

15. ¿Cuál es el voltaje que se debe aplicar a un           Rpta. : ___________
    conductor por donde circula una corriente de 5
    A y que tiene una resistencia de 8 ?              9.   ¿Cuál es la resistencia de un conductor que al
                                                           aplicarle un voltaje de 220 voltios experimenta
     Rpta. : ___________                                   una corriente de 11 ?

                                                           Rpta. : ___________

                                                      10. ¿Cuál es la resistencia de un conductor si al
                                                          aplicarle un voltaje de 300 voltios experimenta
                                                          una corriente de 18 ?

1.   ¿Qué cantidad de carga pasa en 3,5 segundos           Rpta. : ___________
     por una sección de un conductor si la
     intensidad de corriente es 4,2 mA?               11. Si la resistencia eléctrica de un alambre
                                                          conductor es 50 . ¿Cuál será la resistencia de
     Rpta. : ___________

                                                                                                    Página 7
otro conductor de cuádruple resistividad,
    triple longitud y doble área?

    Rpta. : ___________

12. ¿Cuál será la intensidad de corriente de un
    conductor de 18 al aplicarle 54 voltios?

    Rpta. : ___________

13. Un hornillo se instala a 110 voltios y circulan
    por el 2 A. Hallar la resistencia del hornillo.

    Rpta. : ___________

14. Determinar la intensidad de corriente que pasa
    por un conductor en 4 seg, sabiendo que a
                                                     20
    través de su     sección   pasan   12   x   10
    electrones.

    Rpta. : ___________

15. Si la resistencia eléctrica de un conductor es
    30 . Calcular la resistencia eléctrica de otro
    conductor del mismo material pero de doble
    longitud y triple área.

    Rpta. : ___________




                                                          Página 7

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Corriente eléctrica

  • 1. GALARZA ESPINOZA, MOISES FISICA GENERAL CORRIENTE ELECTRICA En los últimos capítulos del Bimestre anterior nos ocupamos de los Fenómenos Eléctricos, sentando ¿Por qué un nuestra atención, principalmente a “buen” conductor las cargas eléctricas que adquieren eléctrico las sustancias malas ó buenas también podría conductoras de la electricidad, es ser un “buen” decir, tratamos con cargas eléctricas conductor en reposo. térmico? En el presente capítulo analizaremos Fenómenos Eléctricos Relacionados con cargas eléctricas en movimiento, es decir, las Corrientes Eléctricas. “La Corriente Eléctrica es el movimiento ó flujo de electrones libre a través de un conductor, debido a la presencia de un campo eléctrico” E - - - - Si el conductor es un líquido ó un gas, la corriente se debe principalmente al movimiento de iones positivos y/o iones negativos. Página 1
  • 2. GALARZA ESPINOZA, MOISES FISICA GENERAL Para el sentido de la corriente eléctrica consideremos dos casos muy importantes: I. SENTIDO REAL Las cargas negativas se mueven en sentido contrario al campo eléctrico. E - - - - - + - - II. SENTIDO CONVENCIONAL Las cargas positivas se mueven en el mismo sentido al campo eléctrico. E + + + + + + Cuando nos referimos a la corriente eléctrica, se sobreentiende que hablamos de la Corriente Convencional Página 2
  • 3. GALARZA ESPINOZA, MOISES FISICA GENERAL Veamos ahora las clases de corriente I. CORRIENTE CONTINUA Cuando las cargas se desplazan continuamente en un mismo sentido en el conductor. E Corriente Continua II. CORRIENTE ALTERNA Cuando las cargas en el conductor oscilan desplazándose unas veces en un sentido y otras en sentido contrario, es decir, cambia periódicamente de sentido. E Corriente Alterna INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA Es la medida de la cantidad de carga que pasa a través de una sección del conductor en la unidad de tiempo. La Unidad de Intensidad E de Corriente en el S.I. es el Ampere (A), en + + honor al físico Francés + - André M. Ampere, que + + q vivió en el siglo XIX i= + + + + t i Donde : q = Coulomb t = segundos i = ampere 1 A = 1 C/s Página 3
  • 4. GALARZA ESPINOZA, MOISES FISICA GENERAL Ejemplo : ¿Cuál será la intensidad de la corriente en una sección de un conductor si por la misma pasa 320 coulomb en 2 minutos? ¡Qué fácil! Solución : Datos : i = ? q q = ______ i= = = t t = ______ RESISTENCIA ELÉCTRICA Es la medida de la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica a través de él. Se representa mediante un segmento de línea recta. R La ley de Ohm se enuncia de la siguiente El físico alemán George Simon Ohm (1787 - 1854), en el año 1827 manera : mediante mediciones cuidadosas “El Cociente entre la Diferencia de trató por el cálculo el problema Potencial y la Intensidad de la Corriente de la conductibilidad eléctrica, es una cantidad constante para cada en dicha experiencia encontró la relación que existe entre la conductor llamada resistencia”. diferencia de potencial de los R= V extremos de un conductor y la intensidad de la corriente que i circula por él, esta es la conocida Ley de Ohm. La unidad de la resistencia en el S.I. es el Ohm ( ). 1 Volt 1 Ohm ( ) = 1 Ampere Observación : La Ley de Ohm no es una ley fundamental de la naturaleza sino más bien una relación empírica válida solo para ciertos materiales. Página 4
  • 5. GALARZA ESPINOZA, MOISES FISICA GENERAL R L Ohm comprobó que la A resistencia de un conductor depende del material del cual está hecho, la cual es directamente proporcional a R = ρ L la longitud e inversamente A proporcional al área de la sección transversal. Donde : ρ = constante de proporcionalidad, conocida con el nombre de resistividad eléctrica En el año en que Ohm cuyo valor depende del material descubre su famosa Ley L = longitud del conductor (1827), en el Perú A = área de la sección transversal iniciabamos el Primer Militarismo con José de la Mar, hombre de Unidades : entendimiento ilustrado, L : metro (m) pero de carácter débil e A : metro cuadrado (m2) indeciso. R : Ohm (Ω) Ρ : Ohm – metro (Ω - m) Rpta. : ___________ 5. Durante cuánto tiempo deberá circular una corriente de 17 A para transportar una carga 1. Determinar la cantidad de carga, de un alambre de 68000 coulomb. conductor por donde circula 20 A en 4 minutos. Rpta. : ___________ Rpta. : ___________ 6. Si por un cable conductor circula una corriente 2. Si sabemos que por un conductor pasaron 5200 de 36 A. Hallar la cantidad de carga que coulomb en 4 minutos. ¿Cuál es la intensidad de pasará en 3 minutos. la corriente que circula por el conductor? Rpta. : ___________ Rpta. : ___________ 7. Si por un conductor pasan 6300 coulomb en 9 minutos. ¿Cuál es la intensidad de corriente? 3. ¿En cuánto tiempo pasará una carga de 200 coulomb a través de un conductor que lleva una Rpta. : ___________ corriente de 28 A? 8. ¿Qué intensidad de corriente circulará por un Rpta. : ___________ conductor de 24 de resistencia, al aplicarle un voltaje de 120 voltios? 4. ¿Cuál será la intensidad de corriente que pasa por un conductor en 16 seg, si se sabe que a Rpta. : ___________ 20 través de su sección pasan 8 x 10 electrones? Página 5
  • 6. 9. ué resistencia tendrá un conductor que al 2. Por un conductor ha pasado durante 3 horas aplicarle un voltaje de 70 voltios experimenta una corriente de 5 amperios. ¿Qué cantidad de una corriente de 14 A? carga ha pasado por el conductor? Rpta. : ___________ Rpta. : ___________ 10. ¿Cuál es el voltaje que se debe aplicar a un 3. En un calentador eléctrico ordinario, la conductor por donde circula una corriente de corriente es 5 amperios. ¿Qué cantidad de 5 A y qué tiene una resistencia de 16 ? carga ha pasado por dicho calentador en 8 minutos? Rpta. : ___________ Rpta. : ___________ 11. ¿Cuál es la resistencia de cierto conductor que al aplicarle un voltaje de 90 voltios 4. ¿Qué intensidad tendrá una corriente que experimenta una corriente de 6 A? transporta 1400 coulomb en 10 minutos? Rpta. : ___________ Rpta. : ___________ 12. Si la resistencia de cierto conductor es 8 . 5. ¿Cuál será la intensidad de corriente de un ¿Cuál será la resistencia de otro conductor de conductor de 12 al aplicarle 48 voltios? la misma área transversal y doble de longitud? Rpta. : ___________ Rpta. : ___________ 6. Se sabe que por un conductor circulan 16 A en 13. Si la resistencia de cierto conductor es 9 . 2 minutos, determinar el número de electrones ¿Cuál será la resistencia de otro conductor del que pasan por su sección recta. doble de área transversal y el triple de longitud? Rpta. : ___________ Rpta. : ___________ 7. Por un foco de 15 circulan 3 A, determinar el voltaje. 14. Si la resistencia de un conductor es 81 . ¿Cuál será la resistencia de otro conductor del Rpta. : ___________ triple de área transversal y cuádruple de longitud? 8. ¿Qué resistencia se debe aplicar a una lámpara para que con una corriente de 16 amperios, Rpta. : ___________ consuma un voltaje de 220 voltios? 15. ¿Cuál es el voltaje que se debe aplicar a un Rpta. : ___________ conductor por donde circula una corriente de 5 A y que tiene una resistencia de 8 ? 9. ¿Cuál es la resistencia de un conductor que al aplicarle un voltaje de 220 voltios experimenta Rpta. : ___________ una corriente de 11 ? Rpta. : ___________ 10. ¿Cuál es la resistencia de un conductor si al aplicarle un voltaje de 300 voltios experimenta una corriente de 18 ? 1. ¿Qué cantidad de carga pasa en 3,5 segundos Rpta. : ___________ por una sección de un conductor si la intensidad de corriente es 4,2 mA? 11. Si la resistencia eléctrica de un alambre conductor es 50 . ¿Cuál será la resistencia de Rpta. : ___________ Página 7
  • 7. otro conductor de cuádruple resistividad, triple longitud y doble área? Rpta. : ___________ 12. ¿Cuál será la intensidad de corriente de un conductor de 18 al aplicarle 54 voltios? Rpta. : ___________ 13. Un hornillo se instala a 110 voltios y circulan por el 2 A. Hallar la resistencia del hornillo. Rpta. : ___________ 14. Determinar la intensidad de corriente que pasa por un conductor en 4 seg, sabiendo que a 20 través de su sección pasan 12 x 10 electrones. Rpta. : ___________ 15. Si la resistencia eléctrica de un conductor es 30 . Calcular la resistencia eléctrica de otro conductor del mismo material pero de doble longitud y triple área. Rpta. : ___________ Página 7