Este documento resume conceptos básicos de electrodinámica como fuentes de electricidad, baterías, pilas, corriente eléctrica, diferencia de potencial, intensidad de corriente, resistencia, ley de Ohm y circuitos eléctricos. Explica que la electrodinámica estudia las cargas eléctricas en movimiento y define términos como voltaje, amperaje, wataje y efecto Joule. También describe características de circuitos en serie y paralelo e incluye ejercicios de aplicación de

1. Electrodinámica. Eduardo Francisco Hernández Alarcón.

2. Electrodinámica. La electrodinámica es la rama de la Física que estudia las cargas eléctricas en movimiento (corriente eléctrica).

3. Fuentes de electricidad. Para poner en movimiento las cargas eléctricas, podemos utilizar cualquier fuente de fuerza electromotriz (FEM), ya sea de naturaleza química (batería) o magnética (generador de corriente eléctrica). La fuerza electromotriz suministra la energía necesaria para hacer funcionar un circuito.

4. Batería. Una batería es un aparato que produce electricidad, al convertir energía química en energía eléctrica. Una batería esta hecha de varias unidades pequeñas llamadas pilas eléctricas.

5. Pila. Una pila esta formada por electrodos y electrolito. El electrolito es una mezcla química que produce una reacción química liberando cargas eléctricas. Las pilas eléctricas pueden ser húmedas o secas dependiendo del electrólito usado.

6. Fotocélulas. Una fotocélula, aprovecha los electrones emitidos sobre una superficie fotosensible cuando un rayo de luz con cierta cantidad de energía la ilumina. Estos electrones son recogidos en un cable para crear un flujo constante de carga eléctrica.

7. Corriente eléctrica. Se llama corriente eléctrica, al paso constante de electrones a través de un conductor. La condición necesaria para que esto suceda es que haya entre los dos puntos del conductor una diferencia de potencial.

8. Diferencia de potencial. e -1 - + e -1 e -1 e -1 e -1 e -1 e -1 e -1 9V + -

9. Corriente continua. Cuando los electrones fluyen siempre en la misma dirección, la corriente se llama corriente continua o directa. La electricidad que hay en las pilas, baterías y dinamos, es corriente continua.

10. Corriente alterna. Cuando los electrones van y vienen, la corriente se llama corriente alterna. La electricidad que produce un generador, es corriente alterna. La electricidad que hay en los hogares es corriente alterna.

11. Rectificador. El aparato que convierte la corriente alterna en corriente continua se llama rectificador. Una de sus aplicaciones son los cargadores de los teléfonos celulares.

12. Intensidad de la corriente eléctrica. La intensidad (I), es la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en una unidad de tiempo. Su unidad en el S.I. es el ampere (A). Un A es la intensidad de una corriente eléctrica que con la fuerza electromotriz de 1 V, fluye por un conductor que tiene la resistencia de 1 Ω .

13. Amperímetro. Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Para efectuar la medición es necesario que la intensidad de la corriente circule por el amperímetro, por lo que éste debe colocarse en serie.

14. Voltaje. La diferencia de potencial, fuerza electromotriz o, voltaje (V), es una especie de presión eléctrica, capaz de producir una corriente dentro de un conductor. Su unidad en el S.I. es el volt (V). Un volt es la fuerza que causa una corriente eléctrica de 1 A a través de una resistencia de 1 Ω .

15. Voltímetro. Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Para efectuar la medición, el voltímetro ha de colocarse en paralelo; esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida.

16. Resistencia. La resistencia (R) es la dificultad que opone un cuerpo al paso de la corriente eléctrica. Su unidad en el S.I. es el ohm ( Ω ). Un ohm es la resistencia de un conductor que con la fuerza electromotriz de 1 V deja pasar una corriente eléctrica de 1 A.

17. Ohmetro. Un ohmetro es un instrumento que sirve para medir la resistencia eléctrica. Para efectuar la medición, el ohmetro debe de colocarse tocando los terminales de la resistencia separada del resto del circuito.

18. Resistividad eléctrica. La resistividad eléctrica de una sustancia mide su capacidad para oponerse al flujo de carga eléctrica a través de ella. Un material con una resistividad eléctrica alta (conductividad eléctrica baja), es un aislante eléctrico y un material con una resistividad baja (conductividad alta) es un buen conductor eléctrico.

19. Ejercicio resistividad. R=0.053 Ω R=? θ =2 mm L=10 m ρ =1.68X10-8 Ω m Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la resistencia eléctrica de un alambre de cobre de 2 milímetros de diámetro y, 10 metros de longitud?

20. Ley de Ohm. La Ley de Ohm dice que la intensidad de la corriente eléctrica (I) que circula por un conductor es directamente proporcional al voltaje (V) aplicado en sus extremos, e inversamente proporcional a la resistencia (R) del circuito.

21. Ejercicio Ley de Ohm. I=0.86 A I=? R=140 Ω V=120 V Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la intensidad de la corriente que circula por un foco de 140 ohms de resistencia, cuando se aplica en sus extremos una diferencia de potencial de 120 volts?

22. Potencia eléctrica. La potencia eléctrica es la cantidad de energía que consume o produce un dispositivo eléctrico por unidad de tiempo. Es una medida de la velocidad con que se consume o produce la energía eléctrica. Su unidad en el S.I. es el watt (W). Un W es la potencia requerida para realizar un trabajo a razón de 1 J por s. 100 W

23. Ejercicio potencia eléctrica. P=900 W P=? V=150 V I=6 A Resultado: Formula: Datos: ¿Qué potencia desarrolla un motor eléctrico si se conecta a una diferencia de potencial de 150 volts para que genere una intensidad de corriente de 6 amperes?

24. Ejercicio potencia eléctrica. P=22.9 W P=? R=529 Ω V=110 V Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la potencia de un foco, cuya resistencia es de 529 ohms, si se conecta a un voltaje de 110 volts?

25. Efecto Joule. Es la cantidad de calor producido por el paso de la corriente eléctrica a través de un conductor Es directamente proporcional al cuadrado de la intensidad de la corriente eléctrica, a la resistencia y al tiempo que esta circula por el conductor.

26. Ejercicio efecto Joule. Q=3,600 cal R=20 Ω I=5 A Q=? t=30 s 1 J=0.24 cal Resultado: Formula: Datos: Por una resistencia eléctrica de hierro de 20 ohms circula una corriente de 5 amperes ¿Cuál es el calor en calorías, desprendido durante 30 segundos?

27. Circuito eléctrico. Un circuito eléctrico es una vía completa y cerrada para que una corriente eléctrica fluya en una trayectoria completa. Un circuito eléctrico esta formado por una fuente de energía, una carga o resistencia cables y, un interruptor.

28. Tipos de circuitos. Hay dos tipos de circuitos eléctricos; en serie y, en paralelo. El tipo depende del orden de las partes del circuito (fuente, carga, cables e, interruptor).

29. Circuitos en serie. Si todas las partes de un circuito eléctrico están conectadas una detrás de la otra, es un circuito en serie. En un circuito en serie hay una sola vía para los electrones.

30. Circuitos en serie. Se caracteriza por: La resistencia total es la suma de las resistencias individuales. La corriente que circula es la misma por todas las partes del circuito. El voltaje total es la suma de los voltajes individuales.

31. Ejercicio circuito en serie. La resistencia total es la suma de las resistencias individuales. R=590 Ω R=? R 1 =260 Ω R 2 =330 Ω Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la resistencia total de dos resistencias de 260 y, 330 ohms conectadas en serie?

32. Ejercicio circuito en serie. La corriente que circula es la misma por todas las partes del circuito. I=0.39 A I=? R=590 Ω V=230 V Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la intensidad total de la corriente en el circuito anterior?

33. Ejercicio circuito en serie. El voltaje total es la suma de los voltajes individuales. V1=101.4 V V2=128.7 V V 1 =? V 2 =? I=0.39 A R 1 =260 Ω R 2 =330 Ω Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la caída de voltaje en cada una de las resistencias en el circuito anterior?

34. Circuitos en paralelo. En un circuito en paralelo las diferentes partes del circuito están en extensiones separadas. Los electrones pasan por varias vías en un circuito en paralelo.

35. Circuitos en paralelo. Se caracteriza por: La inversa de la resistencia total del circuito es la suma de las inversas de las resistencias que lo componen. La corriente que circula se reparte por todos los elementos. El voltaje llega por igual a todos los elementos.

36. Ejercicio circuito en paralelo La inversa de la resistencia total del circuito es la suma de las inversas de las resistencias que lo componen. R=145.4 Ω R=? R 1 =260 Ω R 2 =330 Ω Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la resistencia total de dos resistencias de 260 y, 330 ohms conectadas en paralelo?

37. Ejercicio circuito en paralelo La corriente que circula se reparte por todos los elementos. El voltaje llega por igual a todos los elementos. I 1 =0.8846 A I 2 =0.6969 A I 1 =? I 2 =? R 1 =260 Ω R 2 =330 Ω V=230 V Resultado: Formula: Datos: ¿Cuál es la intensidad de la corriente en cada resistencia?

38. Circuito mixto. Un circuito mixto, es aquel que tiene elementos en serie y en paralelo. Este circuito tiene las características de los dos circuitos, por lo que se tiene que resolver es reducirlo a un circuito equivalente, de forma tal que se puede resolver aplicando la Ley de Ohm.

39. Por tu atención, muchas gracias. Eduardo Francisco Hernández Alarcón.