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CARGAS ELECTRICAS

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Vanessa Saldarriaga

on 14 November 2014

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CARGAS ELECTRICAS

Efectos que produce la corriente eléctrica.
La corriente eléctrica produce efectos en los materiales por los cuales circula la carga y en el entorno del cuerpo por el cual fluye. Entre los efectos más relevantes que produce la corriente eléctrica se encuentran:

* Generación de calor, por ejemplo, una plancha eléctrica.
* Efectos químicos, por ejemplo, la electrólisis.
* Magnetismo, por ejemplo, los electroimanes.

Intensidad de corriente eléctrica.
Para determinar la intensidad de la corriente imagina que te encuentras observando una competencia atlética, por ejemplo una maratón, sería posible calcular la intensidad de la corriente atlética si contamos el número de atletas que pasan por la línea visual durante un intervalo de tiempo.
Fuentes de voltaje.
Para mantener constante una corriente eléctrica, es necesaria una “bomba eléctrica” que mantenga la diferencia de potencial, así como una bomba de agua mantiene la diferencia de nivel para que el agua fluya. Todo dispositivo que genera una diferencia de potencial se conoce como fuente de voltaje.
CORRIENTE ELECTRICA
En la antigüedad se pensaba que la electricidad era el Resultado de dos fluidos distintos uno positivo y otro negativo. Sin embargo, Benjamín Franklin propuso la teoría de la electricidad basada en Un solo fluido, tenue y sin peso; el cual al presentarse en un cuerpo con Cierto exceso generaba una electricidad positiva y al existir un déficit de Este generaba una electricidad negativa. Por tal razón, se creía que lo que Se movía eran las cargas positivas, aunque en la actualidad se conoce que Son las cargas negativas, los electrones, las que se desplazan a través de Un conductor dando lugar a determinado flujo, denominado corriente eléctrica.

La corriente eléctrica es el movimiento continuo y ordenado de cargas eléctricas de un lugar a otro.La electricidad llega a los aparatos electrónicos; un ejemplo podría ser cable se Encuentra conectado a las terminales de una fuente, como una pila, sus Electrones libres reciben la energía almacenada de la pila y empiezan a moverse de una manera ordenada a través del conductor. El sentido Correspondiente al flujo de los electrones obedece a la ley de los signos, Ya que son repelidos por el terminal negativo de la pila y atraídos por el Terminal positivo.

Medida de la corriente y el voltaje
Para medir la intensidad de corriente que circula por una conexión, se utiliza un instrumento denominado amperímetro. Este artefacto se conecta intercalado al inicio o al final de la conexión, de tal manera que la corriente pase a través de él.
La diferencia de potencial o voltaje se mide con un voltímetro, para medir el voltaje al que se encuentra conectado una bombilla, se conecta cada terminal del voltímetro de la bombilla sin intercalar el instrumento en la conexión.
Sentido de la corriente.
Cuando las dos terminales de una pila se conectan directamente a un conductor, como un alambre, la corriente eléctrica supone el desplazamiento de los electrones desde los puntos de menor potencial hasta los de mayor potencial.
Fuerza electromotriz.
Para poder establecer y mantener una corriente eléctrica en un conductor, es necesaria la intervención de un dispositivo denominado generador eléctrico. Este generador eléctrico no carga sino que separa continuamente cargas positivas y negativas ya existentes, que se acumulan en sus terminales. Esto produce una diferencia de potencial eléctrico entre ellos, que se conoce como voltaje, tensión o fuerza electromotriz (fem).
Generadores eléctricos.
La función de un generador es la de suministrar energía a los electrones libres de un conductor de tal modo que puedan recorrer la conexión eléctrica, en la siguiente figura se representan los tipos de conexión para dos baterías:
* Si se desea aumentar el voltaje del circuito, se hace una conexión de dos o más generadores del mismo voltaje. Esta conexión consiste en unir el polo positivo de un generador con el polo negativo del otro, realizando de esta manera una conexión denominada en serie, en donde el voltaje resultante es la suma del voltaje de cada gerador.
* Si se desea aumentar el tiempo de duración del voltaje en el circuito, se hace una conexión de generadores del mismo voltaje en paralelo, en donde se conectan los polos de igual signo de cada pila entre sí. Aunque en esta conexión se mantiene el voltaje, cada pila aporta una parte de su corriente.

Resistencia eléctrica.
Las planchas, las bombillas y los fogones de las estufas eléctricas, así como algunos elementos de ciertos aparatos eléctricos suelen ser llamados resistencias, debido a que presentan una tendencia a evitar que una corriente eléctrica fluya a través de ellos.
Resistividad de un material.
Desde un punto de vista macroscópico, es posible determinar que la resistencia de un conductor eléctrico depende de su forma. La resistencia de cualquier material, con un área transversal uniforme depende de cuatro aspectos: longitud, área de la sección transversal, clase del material y temperatura.
La ley de Ohm
Asociación de resistencias.
En los circuitos eléctricos se utilizan conductores que se caracterizan por su resistencia. Estos conductores utilizados para unir el resto de los elementos de un circuito tienen una resistencia despreciable y solamente las llamadas resistencias eléctricas tienen un valor significativo de esta magnitud.
Resistencias en serie.
Dos o más resistencias se encuentran asociadas en serie cuando están conectadas unas a continuación de otras, de tal forma que cada una de ellas hace parte del circuito

Resistencias en paralelo.
En el caso de las resistencias asociadas en paralelo, estas se encuentran unidas de sus extremos, es decir, que cada una de ellas forma parte de una rama diferente que divide el circuito.
El físico alemán Georg Simon Ohm encontró que para muchos conductores, especialmente los metales, la intensidad de corriente i que fluye a través de ellos es directamente proporcional a la diferencia de potencial o voltaje V.

Corriente continua y corriente alterna.
Los generadores como las pilas y las baterías generan un voltaje debido a reacciones químicas que ocurren en su interior. Este voltaje se presenta de una manera continua, por lo cual fluye una corriente continua que siempre recorre el circuito en el mismo sentido.
Circuitos eléctricos.
Para hacer funcionar un artefacto eléctrico es necesario lograr que los electrones libres recorran varias veces el interior de los conductores.

Potencia eléctrica

La potencia eléctrica es la rapidez con la cual se realiza un trabajo. En el caso de la potencia eléctrica, corresponde al trabajo realizado por el campo eléctrico durante cierto tiempo t. Este trabajo que realiza el campo eléctrico sobre los electrones de una resistencia resulta ser la variación de la energía potencial, DEP. Por tanto, la potencia eléctrica P, se encuentra dada por la expresión:

Un circuito eléctrico está formado por un generador, que es el elemento encargado de producir y mantener la corriente, y por los receptores (bombillas, motores y resistencias) que reciben la energía de la corriente
eléctrica y la transforman en otros tipos de energía. Cuando se conecta una bombilla a un generador, la energía produce un movimiento vibratorio de los electrones del filamento de la bombilla. De esta energía, la mayor parte se transforman en calor y la otra en luz. Si una resistencia es sometida a una diferencia de potencial DV, la energía potencial de la carga q que fluye a través de la resistencia, disminuye y, por tanto se presenta una caída de potencial. La variación de la energía y la diferencia de potencial se relacionan mediante la expresión:
Energía en los circuito
El circuito electrico

A partir de la definición de la intensidad de corriente, obtenemos que la cantidad de carga que circula por la resistencia en función del tiempo es: q 5 i ? t, por tanto:



Esta energía es aportada por el generador y consumida por la bombilla de resistencia R. Como la ley de Ohm afirma que DV 5 i ? R, entonces la energía es:




Siendo el julio (J) su unidad de medida en el SI.
La unidad de potencia es el vatio (W), que se define como 1 J/s. Otra unidad muy conocida de la potencia es el kilovatio (kW) equivalente a 1.000 vatios. Cuando por una resistencia circula una corriente y el potencial en uno de sus extremos es cero y en el otro es V, la potencia que consume la resistencia está dada por la expresión:



Cuando por un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía se transforma en calor. Esto se debe a que los electrones en su movimiento chocan con las partículas del conductor, les transmiten parte de su energía y el conductor se calienta. Esta energía se encuentra dada por la expresión:

El efecto Joule
La resistencia interna de las fuentes de voltaje.
En un circuito eléctrico la resistencia de los conectores es despreciable debido a que esta es ocasionada por los demás componentes. Hasta el momento no habíamos considerado la resistencia generada por la fuente de voltaje, sin embargo, realmente toda fuente tiene una resistencia interna debida a los choques entre los iones del electrolito.
Cuando un circuito se cierra, el voltaje V entre los polos positivo y negativo de la fuente resulta ser menor que el de la fem, pero cuando el circuito se abre, el voltaje V se iguala al de la fem. La caída de potencial cuando circula corriente se debe a la resistencia interna de la fuente r y a la resistencia R. Si llamamos Vr a la caída de potencial debido a r,entonces:


La fem es una característica de la fuente, mientras que la diferencia de potencial entre sus polos depende de su resistencia interna. Como por las dos resistencias pasa la misma intensidad de corriente i, al aplicar la ley de Ohm se obtiene que:


Para resolver circuitos más complejos como el que se observa en la siguiente figura, ya no es suficiente la ley de Ohm. Por tal razón se recurre, a dos leyes muy prácticas que propuso Kirchhoff, a mediados del siglo XIX.


Las leyes de Kirchhoff.
La primera ley, denominada la ley del nudo, se emplea para resolver aquellos puntos en los cuales se unen mínimo tres conductores, como ocurre en los puntos A y C. Kirchhoff en esta ley afirma que: en cualquier nudo, la suma de todas las corrientes que entran debe ser igual a la suma de todas las corrientes que salen, es decir:


La primera ley
Se denominada ley de la malla o regla de los circuitos, se utiliza para considerar aquellas trayectorias cerradas, como ABCA, CDAC o ABCDA. Kirchhoff afirma en esta ley que: la suma algebraica de los cambios de potencial en torno a cualquier trayectoria cerrada de una malla debe ser cero.

Estas trayectorias cerradas se pueden comparar con el campo gravitacional, por ejemplo, si se lanza una pelota verticalmente hacia arriba, esta gana energía potencial a medida que sube, pero pierde su energía cinética. Posteriormente, desciende perdiendo energía potencial hasta alcanzar su posición inicial. La diferencia de energía potencial al empezar y terminar la trayectoria es cero al igual que si una carga de prueba recorre todo el circuito y llega a la misma posición, su diferencia de potencial es cero.

Al aplicar esta ley en varias mallas, es necesario optar siempre por el mismo sentido, ya sea positivo o negativo.

Para resolver un circuito mediante las reglas de Kirchhoff, es conveniente tener en cuenta los siguientes aspectos:

Darle un sentido de forma arbitraria a la corriente que pasa por cada rama del circuito.
Usar siempre el mismo sentido al recorrer las trayectorias cerradas.
Determinar por medio de las reglas de Kirchhoff, el mismo número de ecuaciones que de incógnitas.



la segunda ley
GRACIAS
Jenny Vanessa Saldarriaga Mosquera Yurani Andrea Serna Bocanegra
11 - 3
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