Este documento trata sobre conceptos básicos de electricidad. Explica que la electricidad proviene de la palabra electrón y se refiere a la carga eléctrica que poseen todas las partículas. Describe que la carga eléctrica puede ser positiva o negativa y es responsable de los fenómenos eléctricos y magnéticos. También introduce la ley de Coulomb sobre la fuerza electrostática entre cargas eléctricas.

1. Introduccion a la FísicaIntroduccion a la Física
Chapter 7
Electricidad

2. ElectricidadElectricidad
Proviene de la palabra electrón que significaProviene de la palabra electrón que significa
en griego “Ambar”, pues en la antiguedaden griego “Ambar”, pues en la antiguedad
este al frotarse atrae particulaseste al frotarse atrae particulas
La atracción esta dada por carga eléctricaLa atracción esta dada por carga eléctrica
Todo lo que esta a nuestro alrededor tieneTodo lo que esta a nuestro alrededor tiene
carga como el polvo, cabello, el aire, lascarga como el polvo, cabello, el aire, las
nubes.nubes.
Benjamin Franklin determinó unaBenjamin Franklin determinó una
característica adicional a la masa en lacaracterística adicional a la masa en la
materia la cual llamo carga eléctricamateria la cual llamo carga eléctrica
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3. Tro's Introductory Chemistry, Chapter 9Tro's Introductory Chemistry, Chapter 9 33

4. Carga EléctricaCarga Eléctrica
Es una propiedad física de la materia oEs una propiedad física de la materia o
partículaspartículas
Responsables del fenómeno electrónico yResponsables del fenómeno electrónico y
magnéticomagnético
Su símbolo (q) y se mide en Coulomb (C)Su símbolo (q) y se mide en Coulomb (C)
La electricidad esta basada solamente porLa electricidad esta basada solamente por
las partículas sub atómicaslas partículas sub atómicas
– Protones y electronesProtones y electrones
– Las cargas eléctricas se clasifican en positivo yLas cargas eléctricas se clasifican en positivo y
negativonegativo
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5. Carga electricaCarga electrica
Un electrón tiene una carga de -1.6 x 10Un electrón tiene una carga de -1.6 x 10-19-19
CC
Un protón tiene carga de 1.6 x 10Un protón tiene carga de 1.6 x 10 -19-19
CC
El neutrón no tiene carga pero esta en elEl neutrón no tiene carga pero esta en el
nucleo para estabilizar el átomonucleo para estabilizar el átomo
Normalmente el átomo contiene el mismoNormalmente el átomo contiene el mismo
numero de electrones y protones a esto se lenumero de electrones y protones a esto se le
conoce cono el numero atomicoconoce cono el numero atomico
Interacciones químicas o físicas causanInteracciones químicas o físicas causan
ganancia o pérdida de electrones creandoganancia o pérdida de electrones creando
del átomo un ion pos o negdel átomo un ion pos o neg
Ganancia = neg perdida = posGanancia = neg perdida = pos
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6. Fuerza ElectrostáticasFuerza Electrostáticas
Objetos con cargas opuestas se atraenObjetos con cargas opuestas se atraen
Objetos con cargas iguales se repelenObjetos con cargas iguales se repelen
La ley de Coulomb puede expresarse como:La ley de Coulomb puede expresarse como:
La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas conLa magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con
que interactúan dos cargas puntuales en reposo esque interactúan dos cargas puntuales en reposo es
directamente proporcional al producto de ladirectamente proporcional al producto de la
magnitud de ambas cargas e inversamentemagnitud de ambas cargas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que lasproporcional al cuadrado de la distancia que las
separa.separa.
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7. Ley de coulombLey de coulomb
Esta ley dice que la atracción entre dosEsta ley dice que la atracción entre dos
objetos cargados eléctricamente esobjetos cargados eléctricamente es
directamente proporcional a las cargasdirectamente proporcional a las cargas
netas. Pero indirectamente proporcional alnetas. Pero indirectamente proporcional al
cuadrado de las distancias entre ellos.cuadrado de las distancias entre ellos.
F = qF = q11 qq22 / d/ d22
F es en Newtons, q en Coulombs, d en metrosF es en Newtons, q en Coulombs, d en metros
Si F es pos ambos se repelen, cargas igualesSi F es pos ambos se repelen, cargas iguales
Si F es neg ambos se atraen, cargas diferentesSi F es neg ambos se atraen, cargas diferentes
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8. Ley de CoulombLey de Coulomb
La ley dice queLa ley dice que
F = qF = q11qq22
dd22
• Si F es pos ambas cargas son iguales ySi F es pos ambas cargas son iguales y
ocurre repulsiónocurre repulsión
• Si F es neg ambas cargas son diferentes ySi F es neg ambas cargas son diferentes y
ocurre atracciónocurre atracción
• El espacio alrededor de un objeto cargado seEl espacio alrededor de un objeto cargado se
le conoce como campo eléctricole conoce como campo eléctrico
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9. 99

10. Corriente eléctricaCorriente eléctrica
La corriente o intensidad eléctrica es el flujo deLa corriente o intensidad eléctrica es el flujo de
carga por unidad de tiempo que recorre un material.carga por unidad de tiempo que recorre un material.
Se debe a un movimiento de los electrones en elSe debe a un movimiento de los electrones en el
interior del material.interior del material.
Corriente se mide en amperes (A) y su símbolo es ICorriente se mide en amperes (A) y su símbolo es I
1 amp = 1 coulomb/ seg1 amp = 1 coulomb/ seg
La corriente corre del pos al negLa corriente corre del pos al neg
1010

11. Tro's Introductory Chemistry, Chapter 9Tro's Introductory Chemistry, Chapter 9 1111

12. ConductorConductor
Es aquella substancia que permite el flujo deEs aquella substancia que permite el flujo de
cargas eléctricas atravez de toda sucargas eléctricas atravez de toda su
superficiesuperficie
Ejemplo de esto son los metales como elEjemplo de esto son los metales como el
cobre, oro, etccobre, oro, etc
Existen otros materiales, no metálicos, queExisten otros materiales, no metálicos, que
también poséen la propiedad de conducir latambién poséen la propiedad de conducir la
electricidad como son el grafito, laselectricidad como son el grafito, las
soluciones salinas (eg. el agua de mar) ysoluciones salinas (eg. el agua de mar) y
cualquier material en estado de plasma.cualquier material en estado de plasma.
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13. SemiconductorSemiconductor
Un semiconductor es una sustancia que seUn semiconductor es una sustancia que se
comporta como conductor o como aislantecomporta como conductor o como aislante
Dependiendo de la temperatura del ambienteDependiendo de la temperatura del ambiente
en el que se encuentre.en el que se encuentre.
El elemento semiconductor más usado es elEl elemento semiconductor más usado es el
Silicio y el GermanioSilicio y el Germanio
Ejemplo de aislanteEjemplo de aislante
1313

14. ResistenciaResistencia
Medida de resistencia al flujo deMedida de resistencia al flujo de
corrientecorriente
Se representa como R y se mide enSe representa como R y se mide en
ohms (ohms (ΩΩ))
Mayormente es visto en metales talesMayormente es visto en metales tales
como los fusibles, bombillas ycomo los fusibles, bombillas y
calentadores.calentadores.
1414

15. Circuitos Electricos & Ley deCircuitos Electricos & Ley de
OhmOhm
Es un sistema el cual consiste de unaEs un sistema el cual consiste de una
fuente electrica (una bateria) conectada afuente electrica (una bateria) conectada a
un dispositivo o artefacto eléctricoun dispositivo o artefacto eléctrico
( bombilla, motor, etc.) por cable u otro( bombilla, motor, etc.) por cable u otro
conductor para llevar a cabo una corrienteconductor para llevar a cabo una corriente
en un sistema cerrado.en un sistema cerrado.
Cuando el circuito esta cerrado se logra unCuando el circuito esta cerrado se logra un
trabajo y potencia al transferir electronestrabajo y potencia al transferir electrones
en el sistemaen el sistema
1515

16. 1616
SuperconductividadSuperconductividad
Se denomina superconductividad a la capacidadSe denomina superconductividad a la capacidad
intrínseca que poseen ciertos materiales paraintrínseca que poseen ciertos materiales para
conducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdidaconducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdida
de energía en determinadas condiciones.de energía en determinadas condiciones.

17. VoltageVoltage
Es el trabajo que una particula cargadaEs el trabajo que una particula cargada
puede hacer dividido por el tamaño de cargapuede hacer dividido por el tamaño de carga
Volt = work / q V = E / q = J / CVolt = work / q V = E / q = J / C
El voltaje se mide con un voltímetro y estáEl voltaje se mide con un voltímetro y está
relacionado con la corriente y resistencia.relacionado con la corriente y resistencia.
La cantidad de corriente que fluye atravez deLa cantidad de corriente que fluye atravez de
un conductor dependerá de la resistencia yun conductor dependerá de la resistencia y
el voltaje, a esta relación se le conoce comoel voltaje, a esta relación se le conoce como
la ley de Ohmsla ley de Ohms
1717

18. Ley de OhmsLey de Ohms
La corriente en un conductor es igualLa corriente en un conductor es igual
al producto del voltage con laal producto del voltage con la
resistenciaresistencia
V = I R I = V/R R = V / IV = I R I = V/R R = V / I
I = corriente se mide en amperes AI = corriente se mide en amperes A
V = voltage se mide en voltios VV = voltage se mide en voltios V
R = resistencia se mide en ohmiosR = resistencia se mide en ohmios ΩΩ 1818

19. CircuitosCircuitos
Cuando tenemos mas de un dispositivoCuando tenemos mas de un dispositivo
conectado a un circuito estos sonconectado a un circuito estos son
combinados de dos manerascombinados de dos maneras
– En serie :solo hay una ruta para que paseEn serie :solo hay una ruta para que pase
el flujo de corriente eléctrica, los voltagesel flujo de corriente eléctrica, los voltages
son sumadosson sumados
– En paralelo: La corriente es compartidaEn paralelo: La corriente es compartida
atravez de todos los dispositivos pero elatravez de todos los dispositivos pero el
voltaje es el mismovoltaje es el mismo
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20. CircuitosCircuitos
Se suman las resistenciasSe suman las resistencias Suma de corrientes ySuma de corrientes y
y los voltages. Corriente suma de reciproco de Ry los voltages. Corriente suma de reciproco de R
es la misma voltage es el mismoes la misma voltage es el mismo
2020

21. Potencia y Energía en laPotencia y Energía en la
Corriente EléctricaCorriente Eléctrica
Power Output o Potencia de salida, es laPower Output o Potencia de salida, es la
razón en la cual la energía se envía alrazón en la cual la energía se envía al
circuitocircuito
Este es determinado por el voltage del powerEste es determinado por el voltage del power
suply y la corriente que fluyesuply y la corriente que fluye
Es la cantidad de energía expedida porEs la cantidad de energía expedida por
unidad de tiempounidad de tiempo
Power = voltage x corrientePower = voltage x corriente
= V x I= V x I
= Volt x Amp= Volt x Amp
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22. Power o PotenciaPower o Potencia
Esta se mide en wattsEsta se mide en watts
La mayor parte de la energía se pierdeLa mayor parte de la energía se pierde
en calor y luzen calor y luz
Un cable convierte la energía electricaUn cable convierte la energía electrica
en energía interna y luego ocurre elen energía interna y luego ocurre el
flujo de corriente, el metal del cable seflujo de corriente, el metal del cable se
calienta por al calor ohmico debido a lacalienta por al calor ohmico debido a la
friccion de electrones.friccion de electrones.
Este efecto se le conoce como energíaEste efecto se le conoce como energía
inestableinestable
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23. PotenciaPotencia
• Un blower de 1875 watts opera con 120Un blower de 1875 watts opera con 120
voltios. La cantida de corriente seriovoltios. La cantida de corriente serio
I = P / V = 1875 W / 120 v = 15.6 AI = P / V = 1875 W / 120 v = 15.6 A
• Una batería produce 12 V y unaUna batería produce 12 V y una
corriente de 0.5 A, el power seríacorriente de 0.5 A, el power sería
• P = V x I = 12 V x 0.5P = V x I = 12 V x 0.5
= 6 Watts= 6 Watts
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24. AC DCAC DC
La corriente eléctrica de enchufe es diferenteLa corriente eléctrica de enchufe es diferente
a la de una bateríaa la de una batería
Baterías suplen corriente DCBaterías suplen corriente DC
Enchufes suplen corriente ACEnchufes suplen corriente AC
En DC el flujo de corriente corre hacia unaEn DC el flujo de corriente corre hacia una
misma dirección, demisma dirección, de ++ aa ––
En AC tendremos occilaciones de cargas yaEn AC tendremos occilaciones de cargas ya
que el flujo sube y bajan periodicamenteque el flujo sube y bajan periodicamente
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25. ACAC
AC se refiere a la forma en la electricidad esAC se refiere a la forma en la electricidad es
enviada a las residencias y comerciosenviada a las residencias y comercios
Su forma usual es senoidal según laSu forma usual es senoidal según la
ilustración.ilustración.
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