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MAPA CONCEPTUAL DE LA LEY DE HOME

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on 28 May 2014

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mapa conceptual electricidad y magnetismo
voltios eléctricos
MAPA CONCEPTUAL ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
LA LEY OHM
multimetro
Un voltímetro, también denominado polímetro,1 o testee, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida).
condensadores eléctrico
Un condensador por el cual se le conoce frecuentemente en el ámbito de la electrónica y otras ramas de la física aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.

Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga
fuente de energía
Las fuentes de energía son elaboraciones fijas más o menos complejas de las que el ser humano puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo: el viento, el agua y el sol, entre otros.

Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrió el fuego para calentarse y asar los alimentos, pasando por la Edad Media en la que se construían molinos de viento para moler el trigo, hasta la época moderna en la que se puede obtener energía eléctrica fisionando el átomo, el hombre ha buscado incesantemente fuentes de energía de las que sacar algún provecho para nuestros días, que han sido los combustibles fósiles; por un lado el carbón para alimentar las máquinas de vapor industriales y de tracción ferrocarril así como los hogares, y por otro, el petróleo y sus derivados en la industria y el transporte (principalmente el automóvil)
circuito eléctrico
Funciones del circuito eléctrico Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resisto res, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.
calculo matemático de una resistencia
Los circuitos eléctricos son utilizados en cada uno de los aparatos eléctricos que se utilizan diariamente por todas las personas. Muchos de estos circuitos son muy complejos y disponen de una gran variedad de elementos que en conjunto, hacen funcionar equipos tales como electrodomésticos u otros aparatos.

Antes de trabajar proyectos de circuitos complejos, debe comenzarse por el fundamento, que es comprender los conceptos básicos de voltaje, corriente eléctrica, resistencia eléctrica, etc. Es elemental poder diferenciar entre las conexiones en serie, paralelo y serie paralelo.

Esta práctica sirve para comprobar los conocimientos teóricos estudiados en clase sobre la Ley de Ohm, los diferentes tipos de conexiones

es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.3 Su unidad de medida es el voltio.

La tensión es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo eléctrico, que es un campo conservativo.
En enero de 1781, antes del trabajo de Georg Ohm, Henry Cavendish experimentó con botellas de Ley den y tubos de vidrio de diferente diámetro y longitud llenados con una solución salina. Como no contaba con los instrumentos adecuados, Cavendish calculaba la corriente de forma directa: se sometía a ella y calculaba su intensidad por el dolor.
ensión o voltaje "E", en volt (V).

Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).

Resistencia "R" en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito.
voltaje
bobina eléctrica
bobina o reactor es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la auto inducción, almacena energía en forma de campo magnético.
Un inductor está constituido normalmente por una bobina de conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo hecho de material ferroso (por ejemplo, acero magnético), para incrementar su capacidad de magnetismo.
El inductor consta de las siguientes partes:

Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.
Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina.
Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entre hierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar.
Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.
Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al entre hierro.
Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia.
El voltio, o voltaje, por símbolo V, es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica. Recibe su nombre en honor a Alejandro Volta, quien en 1800 inventó la pila voltaica, la primera batería química.
El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente de un amperio utiliza un vatio de potencia. También se puede definir como V=J/C.

El voltio se define como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales que hay que realizar un trabajo de 1 joule para trasladar del uno al otro la carga de 1 Colombo:

V = \frac {W}{A} = \frac {C}{F} = \frac {J}{C} = \frac {N \cdot m}{A \cdot s} = \frac{kg \cdot m^2}{A \cdot s^3} = \frac{N \cdot m}{C} = \frac{kg \cdot m^2}{C \cdot s^2}

El instrumento de medición para medir la tensión eléctrica es el voltímetro.
Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo; esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora.

Figura 1. Conexión de un voltímetro en un circuito.
En la actualidad existen dispositivos digitales que realizan la función del voltímetro presentando unas características de aislamiento bastante elevadas empleando complejos circuitos de aislamiento.
En la Figura 1 se puede observar la conexión de un voltímetro (V) entre los puntos de a y b de un circuito, entre los que queremos medir su diferencia de potencial.
En algunos casos, para permitir la medida de tensiones superiores a las que soportarían los devanados y órganos mecánicos del aparato o los circuitos electrónicos en el caso de los digitales, se les dota de una resistencia de elevado valor colocada en serie con el voltímetro, de forma que solo le someta a una fracción de la tensión total.

Condensadores de aire. Se trata de condensadores, normalmente de placas paralelas, con dieléctrico de aire y encapsulados en vidrio. Como la permisividad eléctrica relativa es la unidad, sólo permite valores de capacidad muy pequeños. Se utilizó en radio y radar, pues carecen de pérdidas y polarización en el dieléctrico, funcionando bien a frecuencias elevadas.
Condensadores de mica. La mica posee varias propiedades que la hacen adecuada para dieléctrico de condensadores: bajas pérdidas, exfoliación en láminas finas, soporta altas temperaturas y no se degrada por oxidación o con la humedad. Sobre una cara de la lámina de mica se deposita aluminio, que forma una armadura. Se apilan varias de estas láminas, soldando los extremos alternativamente a cada uno de los terminales. Estos condensadores funcionan bien en altas frecuencias y soportan tensiones elevadas, pero son caros y se ven gradualmente sustituidos por otros tipos.
poros que pueden presentar.
.
Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula:

R = \rho { \ell \over S }

En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.

La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal)

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:1
resistencia eléctrica

Algunas partículas presentan una propiedad fundamental de la materia llamada carga eléctrica. Para estudiar la corriente eléctrica interesa ver cómo se desplazan esas cargas, es decir cómo se mueven las partículas elementales con una carga asociada como los electrones o los iones.[cita requerida] La corriente se define como la carga neta que fluye a través de un área transversal A por unidad de tiempo.

I= {{dq}\over {dt}}

Su unidad en el SI es el Amperio (A). Un Amperio es un Culombio por segundo (electrones/segundo). Dado que en el movimiento de las cargas pueden intervenir tanto cargas positivas como negativas, por definición se adopta el criterio de que la corriente eléctrica tiene el sentido del movimiento de cargas positivo.[cita requerida]

Tal y como está definida la corriente, parece que la velocidad a la que se desplazan los electrones es constante. Sin embargo, para conseguir una corriente eléctrica es necesario que las cargas estén sometidas a un campo eléctrico \vec E. El campo eléctrico es la fuerza por unidad de carga. Por tanto, al establecer una corriente eléctrica se ejerce sobre las cargas una fuerza eléctrica \vec{F_e}=q\cdot \vec {E} y sobre las partículas cargadas se producirá, por tanto, una aceleración, tal y como señala la primera ley de Newton. Cada electrón experimenta una fuerza \vec{F_e}=q\cdot \vec {E} ; por tanto, la aceleración es \vec{a}={{q\cdot \vec {E}}\over {m}} siendo m la masa de la partícula cargada. Como \vec E es constante y la masa y la carga también, entonces \vec a también es constante.[cita requerida]

Analogía de la velocidad límite con la velocidad media de caída de una bola por un plano inclinado con pivotes. La bola es frenada repetidamente por los pivotes (los iones de la red cristalina del material conductor) de manera que su velocidad media de bajada es constante
El razonamiento anterior es válido cuando las cargas se mueven en el vacío y, por tanto, sin encontrar ningún obstáculo a su movimiento. Sin embargo, al desplazarse las cargas (electrones) por el interior de un material, por ejemplo en un metal, chocan reiteradamente con los iones de la estructura del metal, de forma que la velocidad definitiva con la que se mueven las cargas es constante.[cita requerida] A esta velocidad (v_a) se le llama velocidad de arrastre o de deriva.

El fenómeno de los choques se puede interpretar como una fuerza de rozamiento o resistiva que se opone a \vec{F_e} hasta el punto de anularla, y entonces la velocidad neta de las cargas es constante. En cierta manera el fenómeno es similar al de las gotas de lluvia que en lugar de caer con una aceleración constante ( g ), alcanzan una velocidad límite constante en su caída debido a la presencia de aire.[cita requerida]
Resistencia eléctrica de un conductor[editar]

De forma práctica, la ley de Ohm puede obtenerse considerando una porción de un cable recto de sección trasversal A y longitud l
Una diferencia de potencial \Delta V = V_b - V_a mantenida a través de un conductor establece un campo eléctrico E y este campo produce una corriente I que es proporcional a la diferencia de potencial. Si el campo se considera uniforme, la diferencia de potencial \Delta V se puede relacionar con el campo eléctrico E de la siguiente forma:

\Delta V = E l

Por tanto, la magnitud de la densidad de corriente en el cable J se puede expresar como:

J = \sigma E = (1/\rho)\cdot E = (1/\rho)\cdot \Delta V / l

Puesto que J = I / A , la diferencia de potencial puede escribirse como:

\Delta V = \rho\cdot l\cdot J = \left ( \frac{\rho \cdot l}{A} \right )\cdot I = R I

La cantidad R=\left ( \frac{\rho \cdot l}{A} \right ) se denomina resistencia R del conductor. La resistencia es la razón entre la diferencia de potencial aplicada a un conductor \Delta V y la corriente que pasa por el mismo I :

R = {V \over I}

Resistividad eléctrica y su relación con la resistencia eléctrica
Dicha igualdad representa un caso particular de la ecuación J = \sigma E , donde la sección del conductor es uniforme y el campo eléctrico creado también, lo que permite expresar el ohmio ( \Omega ) como unidad de la resistencia de la siguiente manera:4
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