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CORRIENTE ELECTRICA CORRIENTE ELECTRICA 1 OBJETIVOS 1. Conocer las principales magnitudes relacionadas con la corriente eléctrica. 2. Conocer el postulado de conservación de la carga 3. Conocer las leyes de Ohm y Joule para metales. 4. Saber utilizar las leyes de Kirchhoff para resolver circuitos complejos. CORRIENTE ELECTRICA 2 INDICE 1. Introducción. 2. Intensidad y densidad de corriente. 3. Conservación de la carga: Ecuación de continuidad. 4. Fuerza electromotriz. 5. Ley de Ohm. 6. Leyes de Kirchhoff. CORRIENTE ELECTRICA 3 Introducción El movimiento de cargas recibe el nombre de corriente eléctrica. Clases de corrientes: • De conducción: – Metales: electrones – disoluciones electrolíticas: electrones e iones positivos. – gases ionizados por descarga: electrones e iones positivos. • Objetos o partículas cargados en movimiento. CORRIENTE ELECTRICA 4 Intensidad Magnitud escalar I, definida como la cantidad de carga que atraviesa por unidad de tiempo una sección dada de un medio conductor. dQ I dt Densidad de corriente Magnitud vectorial J , de dirección y sentido los de movimiento de las cargas positivas, y módulo dado por la cantidad de carga atraviesa por unidad de tiempo la unidad de área perpendicular a su dirección. I J dS S CORRIENTE ELECTRICA 5 Conservación de la carga: Ecuación de continuidad Postulado de conservación de la carga: La carga total de cualquier sistema aislado permanece constante. Ecuación de continuidad : Formulación matemática del postulado de conservación de la Q carga. t J dS S A partir de este momento se tratarán superficies en las que no hay acumulación ni pérdida de carga, por lo que 0 J dS S CORRIENTE ELECTRICA 6 Fuerza electromotriz Las pilas, baterías y generadores eléctricos utilizan procedimientos químicos o electromagnéticos para generar campos eléctricos. Estos campos no son conservativos y su integral de línea recibe el nombre de fuerza electromotriz (fem): A E'd B La fem es el trabajo por unidad de carga que el generador hace sobre los portadores de carga que lo atraviesan, siendo la causante de que se inicie y mantenga una corriente en un circuito cerrado. CORRIENTE ELECTRICA 7 Ley de Ohm En los metales existe una relación lineal entre intensidad y diferencia de potencial: V RI La constante de proporcionalidad R se denomina resistencia y se mide en ohmios en el sistema internacional. Ley generalizada: V RI rint I Asociación de resistencias Ri 1 R i En Serie: R eq En paralelo: 1 R eq Actividades: Problemas 3 y 9 CORRIENTE ELECTRICA 8 Ley de Joule Los electrones que se mueven en un conductor entregan energía al medio, que se disipa en forma de calor: 2 V 2 P RI V I R Actividades: Problemas 1, 4 Leyes de Kirchhoff Se utilizan para resolver circuitos complejos: • Ley de nudos: la suma de intensidades que confluyen en un nudo es cero. R i Ii j • Ley de mallas: 0 Actividades: Ejercicio resuelto CORRIENTE ELECTRICA 9