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Electricidad
Unidad 2
La electricidad es el
conjunto de fenómenos
físicos relacionados con la
atracción de cargas
negativas o positivas.
Se manifiesta en una gran
variedad de fenómenos
como
la iluminación, electricidad
estática, inducción
electromagnética y el flujo
de corriente eléctrica.
Corriente Eléctrica
Es el movimiento de cargas eléctricas.
La corriente puede estar producida por
cualquier partícula cargada eléctricamente en
movimiento (más frecuentemente, electrones).
Una corriente eléctrica puede consistir de un flujo de
partículas cargadas en una dirección, o incluso en
ambas direcciones
Corriente Continua
Se origina cuando el campo eléctrico permanece constante lo
que provoca que los electrones se muevan siempre en el
mismo sentido, es decir, de negativo a positivo
La corriente continua la producen las baterías y las pilas. La
tensión siempre es la misma y la Intensidad de corriente
también.
Corriente Alterna
Se origina cuando el campo eléctrico cambia alternativamente
de sentido por lo que los electrones oscilan a un lado y otro
del conductor , así, en un instante dado el polo positivo
cambia a negativo y viceversa.
En este tipo de corriente la intensidad varia con el tiempo
(numero de electrones), además cambia de sentido de
circulación a razón de 50 veces por segundo.
Es la corriente que usamos en las viviendas y alumbrado
público.
Intensidad de corriente
Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un
material.
𝑞 𝐶
𝐼= =
𝑡 𝑠
La intensidad de una corriente eléctrica se mide
en amperios, cuyo símbolo es A.
Fuerza electromotriz
La fuerza electromotriz (fem) mide la cantidad de energía que
proporciona un elemento generador de corriente eléctrica
T

q
Donde:
Є= fuerza electromotriz (fem) en volts
T = trabajo realizado para que la carga recorra todo el circuito
(joules)
q= carga que recorre el circuito en C
Pila
Es un dispositivo que transforma la energía química en
energía eléctrica
Batería
Es una agrupación de dos o más pilas unidas en serie o
paralelo. Es la pila seca que produce una fem de 1.5 V
entre sus terminales
Resistencia
Es una medida de la oposición de un objeto al paso
de corriente.
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 Ohm (Ω).
Existen varios factores que influyen en la resistencia eléctrica
de un conductor:




La naturaleza de un conductor
La longitud de un conductor
Su sección o área transversal
La temperatura
La resistencia que corresponde a cada material recibe el
nombre de resistencia específica o resistividad.
La conductividad se emplea para especificar la
capacidad de un material para conducir la corriente y se
define como la inversa de la resistividad:
Conductividad = 1/resistividad
 
1

Resistividad de algunos metales
La resistencia de un alambre conductor a una
determinada temperatura es directamente proporcional
a su longitud e inversamente proporcional al área de su
sección transversal:
L
R
A
Donde:
R= resistencia del conductor en ohm
ρ= resistividad del material de que esta hecho el
conductor en Ω-m
L= longitud del conductor en m
A= área de la sección transversal del conductor en m²
 Experimentalmente, se ha demostrado que cuando se
desea calcular la resistencia R de un conductor a
cierta temperatura t, si se conoce su resistencia a 0ºC
se utiliza:
Rt  Ro (1  t )
 Donde:
 Rt= resistencia del conductor en ohm a una cierta
temperatura
 Ro= resistencia del conductor en ohm a 0ºC
 α = coeficiente de temperatura de la resistencia del
material conductor
Coeficiente de temperatura para
algunas substancias
Ley de Ohm
Establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos
puntos de un circuito es directamente proporcional a
la tensión eléctrica entre dichos puntos, e inversamente
proporcional a la resistencia eléctrica.
𝑉
𝑅=
𝐼
𝑉
Ω=
𝐴
Ejemplo
Cuando una batería de 3 V se conecta a una luz, se
observa una corriente de 6 mA. ¿Cuál es la resistencia
del filamento de la luz?
+
I
R
-
6 mA
V=3V
Fuente de FEM
V
3.0 V
R 
I 0.006 A
R = 500 W
Resistencias en serie
 Dos o más resistencias se encuentran conectadas en
serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de
potencial, todas ellas son recorridas por la misma
corriente.
Resistencias en paralelo
 Dos o más resistencias se encuentran en paralelo
cuando tienen dos terminales comunes de modo que
al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB,
todas las resistencias tienen la misma caída de
tensión, UAB.
Codigos de colores para resistencias
Leyes de Kirchhoff
 Ley de corrientes de Kirchhoff
En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran
en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que
salen. De forma equivalente, la suma de todas las
corrientes que pasan por el nodo es igual a cero.
𝑛
𝐼𝑘 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 + ⋯ + 𝐼𝑛 = 0
𝑘=1
 Ley de tensiones de Kirchhoff
 En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de
tensión es igual a la tensión total suministrada. De
forma equivalente, la suma algebraica de las
diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a
cero.
𝑛
𝑉𝑘 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 + ⋯ + 𝑉𝑛 = 0
𝑘=1
Capacitores
 Es un dispositivo capaz de almacenar energía sustentando
un campo eléctrico.
 Al ser introducido en un circuito se comporta como un
elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica que
recibe durante el periodo de carga, misma que cede
durante la descarga.
Capacitores
Un capacitor simple consta de dos láminas metálicas separadas
por un aislante o dieléctrico que puede ser aire, vidrio, mica,
aceite o papel encerado.
A la unidad de capacitancia se le ha dado el nombre de faradio (F)
en honor de Michael Faraday (1791-1867), físico y químico inglés,
pionero del estudio de la electricidad
Por definición: un capacitor tiene capacitancia de un faradio
cuando al almacenar la carga de un coulomb su potencial
aumenta a un volt.
1𝐹 =
1𝐶
1𝑉
Capacitancia
La capacidad o capacitancia de un capacitor se mide por
la cantidad de carga eléctrica que puede almacenar.
Para aumentar la capacitancia se pueden hacer las
siguientes modificaciones:
A) disminuir la distancia entre las placas metálicas
b) Aumentar el área de las placas
c) Aumentar el voltaje de la batería
Capacitancia
La cantidad de carga Q, que puede ser almacenada por
un capacitor a un voltaje dado es proporcional a la
capacitancia C y al voltaje V de donde:
Q=CV
C= capacitancia del capacitor, en faradios (F)
Q= carga almacenada por el capacitor en C
V= diferencia de potencial entre las placas del capacitor
en V
Capacitancia
Cuando se desea calcular la capacitancia de un capacitor de
placas paralelas se utiliza la siguiente expresión:
𝐴
𝐶=𝜀
𝑑
C= capacitancia del capacitor, en faradios (F)
ε=constante que depende del medio aislante y recibe el
𝐹
nombre de permitividad en . La constante ε llamada
𝑚
permeabilidad eléctrica es 𝜀0 =
𝐹
−12
8.85𝑥10
.
𝑚
Por tanto: 𝜀 = 𝜀0 𝜀𝑟
A= área de una de las placas paralelas en m²
d= distancia entre las placas en m
Capacitores en serie
 Estos capacitores se pueden reemplazar por un único
capacitor con un valor equivalente a los que están
conectados en serie. Para obtener el valor de este se
utiliza la fórmula:
1
1
1
1
1
= + + + ⋯+
𝐶𝑇 𝐶1 𝐶2 𝐶3
𝐶𝑛
Capacitores en serie
Dado que la carga interna sólo es inducida, la carga
sobre cada capacitor es la misma.
Q = Q1 = Q2 =Q3
Dado que la diferencia de potencial entre los puntos A y
B es independiente de la trayectoria, el voltaje de la
batería V debe ser igual a la suma de los voltajes a
través de cada capacitor.
V = V1 + V2 + V3
Capacitores en paralelo
Si se conectan cuatro capacitores en paralelo, sus
terminales están conectadas al mismo punto.
Para encontrar el capacitor equivalente se utiliza la
fórmula:
𝐶𝑇 = 𝐶1 + 𝐶2 + 𝐶3 + 𝐶4
𝑉𝑡 = 𝑉1 = 𝑉2 = ⋯ = 𝑉𝑛
𝑞𝑡 = 𝑞1 + 𝑞2 + ⋯ 𝑞𝑛
Potencia eléctrica
 Es la relación de paso de energía de un flujo por
unidad de tiempo; es decir, la cantidad
de energía entregada o absorbida por un elemento en
un tiempo determinado. La unidad en el SI es
el vatio (watt).
 Es la energía que consume una máquina o cualquier
dispositivo eléctrico en un segundo
 La forma más simple de calcular la potencia que
consume una carga conectada a un circuito eléctrico
es multiplicando el valor de la tensión ( V ) por el valor
de la intensidad ( I ) que lo recorre, expresada en
amperes.
P=V*I
Fórmulas de potencia eléctrica
𝑃 = 𝐼2 𝑅
𝑇
𝑃=
𝑡
𝐸𝑝
𝑃=
𝑡
𝑉2
𝑃=
𝑅
Efecto Joule
 Si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de
la energía cinética de los electrones se transforma
en calor debido a los choques que sufren con los
átomos del material conductor por el que circulan,
elevando la temperatura del mismo.
 El movimiento de los electrones en un cable es
desordenado, esto provoca continuos choques entre
ellos y como consecuencia un aumento de la
temperatura en el propio cable.
𝑐𝑎𝑙
Q =(0.24
𝐽
)I2·R·t
Siendo:
Q = energía calorífica producida por la corriente
expresada en Joules
I = intensidad de la corriente que circula
R = resistencia eléctrica del conductor
t = tiempo
𝑐𝑎𝑙
𝑄 = 0.24
𝑃∙𝑡
𝐽
Siendo:
Q = energía calorífica producida por la corriente expresada
en Joules
P = Potencia eléctrica que se consume (w).
t = tiempo (s).