http://www.acienciasgalilei.com/videos/3electricidad-mag.htm
jueves, 21 de junio de 2012
miércoles, 20 de junio de 2012
TRANSFORMADORES
Los fenómenos de la autoinducción y la inducción mutua constituye el fundamento del transformador eléctrico, un dispositivo que sirve para aumentar o disminuir la tensión eléctrica. Un transformador consta, en esencia, de dos bobinas arrolladas a un mismo núcleo de hierro. La bobina donde se aplica la fem recibe el nombre de primario y la bobina en donde aparece ya transformada se denomina secundaria.
En los transformadores comerciales el rendimiento es muy elevado, lo que significa que se pierde poca energía en el proceso de transformación
Los fenómenos de la autoinducción y la inducción mutua constituye el fundamento del transformador eléctrico, un dispositivo que sirve para aumentar o disminuir la tensión eléctrica. Un transformador consta, en esencia, de dos bobinas arrolladas a un mismo núcleo de hierro. La bobina donde se aplica la fem recibe el nombre de primario y la bobina en donde aparece ya transformada se denomina secundaria.
En los transformadores comerciales el rendimiento es muy elevado, lo que significa que se pierde poca energía en el proceso de transformación
INDUCCIÓN MUTUA Y AUTOINDUCCION
La inducción mutua es el fenómeno por el cual una corriente variable en un circuito induce una fem en otro. La variación de la intensidad de corriente en una bobina da lugar a un campo magnético variable, el cual origina un flujo magnético también variable que atraviesa la otra bobina e induce en ella, de acuerdo con la ley de Faraday, una fem. Cualquiera de las bobinas puede ser el elemento inductor o el inducido.
El fenómeno de la autoinducción consiste en una inducción de la propia corriente sobre si misma. Una bobina aislada por la que circula una corriente variable puede considerarse atravesada por un flujo también variable debido a su propio campo magnético, lo que dará lugar a una fem auto inducido
La inducción mutua es el fenómeno por el cual una corriente variable en un circuito induce una fem en otro. La variación de la intensidad de corriente en una bobina da lugar a un campo magnético variable, el cual origina un flujo magnético también variable que atraviesa la otra bobina e induce en ella, de acuerdo con la ley de Faraday, una fem. Cualquiera de las bobinas puede ser el elemento inductor o el inducido.
El fenómeno de la autoinducción consiste en una inducción de la propia corriente sobre si misma. Una bobina aislada por la que circula una corriente variable puede considerarse atravesada por un flujo también variable debido a su propio campo magnético, lo que dará lugar a una fem auto inducido
EJERCICIO: GENERADOR Y MOTOR ELÉCTRICO
En un transformador de subida la bobina primaria se alimenta con una corriente alterna de 110 V ¿cual es el valor de la intensidad de la corriente en el primario, si el secundario la corriente es de 3A con un voltaje de 800 V?
FORMULA: DESPEJE SUSTITUCIÓN
Vp lp = Vs ls Ip = Vs ls / Vp Ip = 800 V (3 A) / 110 V
Ip = 21.8 A
En un transformador de subida la bobina primaria se alimenta con una corriente alterna de 110 V ¿cual es el valor de la intensidad de la corriente en el primario, si el secundario la corriente es de 3A con un voltaje de 800 V?
FORMULA: DESPEJE SUSTITUCIÓN
Vp lp = Vs ls Ip = Vs ls / Vp Ip = 800 V (3 A) / 110 V
Ip = 21.8 A
EL GENERADOR Y MOTOR ELECTRICO
El generador eléctrico es el dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica, mientras que el motor hace lo contrario: transforma la energía eléctrica en mecánica; ambos utilizan la interacción entre conductores en movimiento (bobina) y campos magnéticos. La mayor cantidad de energía eléctrica que se suministra hoy en día se genera a partir de los generadores eléctricos.
ECUACION:
Vp Ip = Vs Is
El generador eléctrico es el dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica, mientras que el motor hace lo contrario: transforma la energía eléctrica en mecánica; ambos utilizan la interacción entre conductores en movimiento (bobina) y campos magnéticos. La mayor cantidad de energía eléctrica que se suministra hoy en día se genera a partir de los generadores eléctricos.
ECUACION:
Vp Ip = Vs Is
EJERCICIO: LEY DE FARADAY
Una bobina de 60 espiras emplea 4x10 -2 s en pasar entre los polos de un imán en forma de U desde un lugar donde el flujo magnético es de 2x10 -4 wb. ¿cual es el valor de la fem media inducida?
FORMULA:
E = - N ( Of - Oi) / t
SUSTITUCIÓN:
E = -60 (5X10 -4wb - 2x10 -4 wb) / 4x10 -2 s
E = - 0.45 V
Una bobina de 60 espiras emplea 4x10 -2 s en pasar entre los polos de un imán en forma de U desde un lugar donde el flujo magnético es de 2x10 -4 wb. ¿cual es el valor de la fem media inducida?
FORMULA:
E = - N ( Of - Oi) / t
SUSTITUCIÓN:
E = -60 (5X10 -4wb - 2x10 -4 wb) / 4x10 -2 s
E = - 0.45 V
Michael Faraday, FRS, (Newington, 22 de septiembre de 1791 - Londres, 25 de agosto de 1867) fue un físico y químico británico que estudió el electromagnetismo y la electroquímica.
Fue discípulo del químico Humphry Davy, y ha sido conocido principalmente por su descubrimiento de la inducción electromagnética, que ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la electrólisis, por lo que es considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica.
En 1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corriente eléctrica (ya descubierta por Oersted), y ese mismo año descubrió la inducción electromagnética, demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra, e introdujo el concepto de líneas de fuerza, para representar los campos magnéticos.
LEY DE FARADAY
Con base a sus experimentos, Faraday enuncio la ley del electromagnetismo: La fem inducida en un circuito formado por un conductor o una bobina es directamente proporcional al numero de líneas de fuerza magnética cortadas en un segundo.
LEY DE LENZ
El físico ruso Heinrich Lenz enuncio la ley sobre inducción magnética que lleva su nombre. Ley de Lenz: La dirección de la fem inducida y por consiguiente el flujo de corriente, es tal que el campo magnético formado se opone al movimiento que lo produce.
La ley de Faraday se expresa matemáticamente como:
E = - N (Of – Oi) / t
Fue discípulo del químico Humphry Davy, y ha sido conocido principalmente por su descubrimiento de la inducción electromagnética, que ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la electrólisis, por lo que es considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica.
En 1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corriente eléctrica (ya descubierta por Oersted), y ese mismo año descubrió la inducción electromagnética, demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra, e introdujo el concepto de líneas de fuerza, para representar los campos magnéticos.
LEY DE FARADAY
Con base a sus experimentos, Faraday enuncio la ley del electromagnetismo: La fem inducida en un circuito formado por un conductor o una bobina es directamente proporcional al numero de líneas de fuerza magnética cortadas en un segundo.
LEY DE LENZ
El físico ruso Heinrich Lenz enuncio la ley sobre inducción magnética que lleva su nombre. Ley de Lenz: La dirección de la fem inducida y por consiguiente el flujo de corriente, es tal que el campo magnético formado se opone al movimiento que lo produce.
La ley de Faraday se expresa matemáticamente como:
E = - N (Of – Oi) / t
INDUCCION ELECTROMAGNETICA
Se conoce como inducción electromagnética al fenómeno de generar una fem inducida a partir de un campo magnético. Para ello, debemos tener en cuenta lo siguiente: entre mas rápido cruce el conductor a través del campo, mas vueltas existan en la bobina y más intenso sea el campo magnético, mayor será la fem inducida y el flujo de la corriente.
A partir del movimiento de la carga eléctrica a través del campo magnético se genera una fem, y para determinar su magnitud se debe considerar la intensidad del campo magnético B la longitud L de la barra respecto al campo magnético, como se expresa en la ecuación:
E = vBL
EJERCICIO: INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Una barra con una longitud de 2m se mueve a una velocidad de 3m/s en direccion perpendicular a un campo magnetico de 1 T. Determina el valor de la fem producida por la barra. suponiendo que se halla conectada ala sistema una resistencia de 90 ohm.
FORMULA: SUSTITUCIÓN:
E = vBL E= (3 m/s) (1 T) (2 m)
E = 6 V
Se conoce como inducción electromagnética al fenómeno de generar una fem inducida a partir de un campo magnético. Para ello, debemos tener en cuenta lo siguiente: entre mas rápido cruce el conductor a través del campo, mas vueltas existan en la bobina y más intenso sea el campo magnético, mayor será la fem inducida y el flujo de la corriente.
A partir del movimiento de la carga eléctrica a través del campo magnético se genera una fem, y para determinar su magnitud se debe considerar la intensidad del campo magnético B la longitud L de la barra respecto al campo magnético, como se expresa en la ecuación:
E = vBL
EJERCICIO: INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Una barra con una longitud de 2m se mueve a una velocidad de 3m/s en direccion perpendicular a un campo magnetico de 1 T. Determina el valor de la fem producida por la barra. suponiendo que se halla conectada ala sistema una resistencia de 90 ohm.
FORMULA: SUSTITUCIÓN:
E = vBL E= (3 m/s) (1 T) (2 m)
E = 6 V
EL SOLENOIDE
Un solenoide es un conjunto de espirales iguales (bobina), paralelas, de determinada longitud L y por las que se induce una corriente eléctrica. El espectro magnético del campo creado por un solenoide es parecido al de un imán recto. Al igual que para la espiral de alambre.
Cuando una corriente circula a través del solenoide, las líneas de fuerza del campo magnético generado se asemejan al campo producido por un imán en forma de barra. En su interior las líneas de fuerza son paralelas y el campo magnético es uniforme.
ECUACION:
B = N ml / L
EJERCICIO: SOLENOIDE
Un solenoide tiene una longitud de 15cm y esta devanado con 300 vueltas de alambre sobre un núcleo de hierro cuya permeabilidad relativa es de 1.2x10 4. Calcular la inducción magnetica en el centro del solenoide cuando por el alambre circula una corriente de 7mA.
FORMULA: DESPEJE
B= N ml / L m= mr m o
se calcula la permeabilidad del hierro:
m= 1.2x10 4 (4)(3.14x10 -7 Tm/ A
m= 15.1x10 -3 Tm/ A
SUSTITUCIÓN:
B= 300 ( 15.1X10 -3 Tm/ A (7x10 -3A) / 15X10 -2 m
B = 2.1X10 -1 T
Un solenoide es un conjunto de espirales iguales (bobina), paralelas, de determinada longitud L y por las que se induce una corriente eléctrica. El espectro magnético del campo creado por un solenoide es parecido al de un imán recto. Al igual que para la espiral de alambre.
Cuando una corriente circula a través del solenoide, las líneas de fuerza del campo magnético generado se asemejan al campo producido por un imán en forma de barra. En su interior las líneas de fuerza son paralelas y el campo magnético es uniforme.
ECUACION:
B = N ml / L
EJERCICIO: SOLENOIDE
Un solenoide tiene una longitud de 15cm y esta devanado con 300 vueltas de alambre sobre un núcleo de hierro cuya permeabilidad relativa es de 1.2x10 4. Calcular la inducción magnetica en el centro del solenoide cuando por el alambre circula una corriente de 7mA.
FORMULA: DESPEJE
B= N ml / L m= mr m o
se calcula la permeabilidad del hierro:
m= 1.2x10 4 (4)(3.14x10 -7 Tm/ A
m= 15.1x10 -3 Tm/ A
SUSTITUCIÓN:
B= 300 ( 15.1X10 -3 Tm/ A (7x10 -3A) / 15X10 -2 m
B = 2.1X10 -1 T
ELECTROMAGNETISMO
La parte de la física encargada de estudiar al conjunto de fenómenos que resultan de las acciones mutuas entre las corrientes eléctricas y el magnetismo, recibe el nombre de electromagnetismo.
El electromagnetismo, el cual es, junto con las interacciones gravitatorias y las interacciones nucleares, una de las cuatro interacciones fundamentales del universo. El electromagnetismo unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, fundamentada en las ecuaciones de Maxwell.
ECUACION:
B = ml / 2 (3.1416)
EJERCICIO: ELECTROMAGNETISMO
Calcular la inducción magnética o densidad de flujo en el aire, en un punto a 10cm de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente de 3A .
FORMULA:
B = ml / 2 (3.14) d
SUSTITUCIÓN:
B= 4(3.14) (10 -7 Tm/ A) (3A)/ 2 (3.14) (0.1m)
B= 60x10 -7 T
La parte de la física encargada de estudiar al conjunto de fenómenos que resultan de las acciones mutuas entre las corrientes eléctricas y el magnetismo, recibe el nombre de electromagnetismo.
El electromagnetismo, el cual es, junto con las interacciones gravitatorias y las interacciones nucleares, una de las cuatro interacciones fundamentales del universo. El electromagnetismo unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, fundamentada en las ecuaciones de Maxwell.
ECUACION:
B = ml / 2 (3.1416)
EJERCICIO: ELECTROMAGNETISMO
Calcular la inducción magnética o densidad de flujo en el aire, en un punto a 10cm de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente de 3A .
FORMULA:
B = ml / 2 (3.14) d
SUSTITUCIÓN:
B= 4(3.14) (10 -7 Tm/ A) (3A)/ 2 (3.14) (0.1m)
B= 60x10 -7 T
CAMPO MAGNETICO
Un campo magnético es el espacio que rodea a un imán y donde se manifiestan las fuerzas de atracción o repulsión que este ejerce, siendo el medio a través del cual se propagan los efectos magnéticos.
ECUACION:
B = F / q (v sen)
En la ecuación anterior, F representa la magnitud de la fuerza magnética que se ejerce sobre una carga q cuya velocidad V forma un ángulo con el campo. La dirección de B es aquella en la que debe desplazarse la carga para que la fuerza magnética sea nula, es decir, la de las líneas de fuerza.
EJERCICIOS: CAMPO MAGNÉTICO
Determina la magnitud del campo magnético de una carga eléctrica de 8.3 mc, la cual aplicarle una fuerza de 5.4x10 -3N alcanza una velocidad de 7.4x10 6 m/s. El angulo que existe entre la velocidad de la carga y el campo magnético es de 52ª
FORMULA
B = F/ q (v seno)
SUSTITUCIÓN
B= 5.4X10 -3N /8.3X10 -6C (7.4X10 -6 m/s) sen 52ª
B= 5.4x10 -3 N / 47.9076
B= 1.1X10 -4 T
Un campo magnético es el espacio que rodea a un imán y donde se manifiestan las fuerzas de atracción o repulsión que este ejerce, siendo el medio a través del cual se propagan los efectos magnéticos.
ECUACION:
B = F / q (v sen)
En la ecuación anterior, F representa la magnitud de la fuerza magnética que se ejerce sobre una carga q cuya velocidad V forma un ángulo con el campo. La dirección de B es aquella en la que debe desplazarse la carga para que la fuerza magnética sea nula, es decir, la de las líneas de fuerza.
EJERCICIOS: CAMPO MAGNÉTICO
Determina la magnitud del campo magnético de una carga eléctrica de 8.3 mc, la cual aplicarle una fuerza de 5.4x10 -3N alcanza una velocidad de 7.4x10 6 m/s. El angulo que existe entre la velocidad de la carga y el campo magnético es de 52ª
FORMULA
B = F/ q (v seno)
SUSTITUCIÓN
B= 5.4X10 -3N /8.3X10 -6C (7.4X10 -6 m/s) sen 52ª
B= 5.4x10 -3 N / 47.9076
B= 1.1X10 -4 T
TIPOS DE IMAN
Por naturaleza existen dos tipos de imán: naturales y artificiales. Los primeros son aquellos materiales que poseen fuerzas magnéticas al ser extraídas de la tierra, como la magnetita. Los segundos son materiales que han sido imantados (magnetizados) de manera simulada, ya sea por frotación o inducción magnética, colocándolos dentro de una bobina por la cual pasa corriente eléctrica.
Los imanes también se clasifican por su duración, convirtiéndolos en permanentes o temporales. Los permanentes son imanes artificiales que han sido sometidos a un tipo de tratamiento térmico. Los temporales son aquellos que al ser magnetizados artificialmente, pierden su magnetismo después de ser retirados de la fuerza que los magnetiza.
Por naturaleza existen dos tipos de imán: naturales y artificiales. Los primeros son aquellos materiales que poseen fuerzas magnéticas al ser extraídas de la tierra, como la magnetita. Los segundos son materiales que han sido imantados (magnetizados) de manera simulada, ya sea por frotación o inducción magnética, colocándolos dentro de una bobina por la cual pasa corriente eléctrica.
Los imanes también se clasifican por su duración, convirtiéndolos en permanentes o temporales. Los permanentes son imanes artificiales que han sido sometidos a un tipo de tratamiento térmico. Los temporales son aquellos que al ser magnetizados artificialmente, pierden su magnetismo después de ser retirados de la fuerza que los magnetiza.
MAGNETISMO
El magnetismo representa un tópico de suma importancia en el estudio de la electricidad. Ambos fenómenos no pueden separarse ya que siempre que aparece una corriente eléctrica, existe magnetismo debido a que las cargas en movimiento, es decir, la corriente eléctrica, se comportan como imanes produciendo campos magnéticos.
En términos de magnetismo, la Tierra se comporta como si cerca de su centro existiese una barra imantada. Por lo tanto, el polo norte magnético de la tierra es en realidad el polo geográfico y viceversa. El polo norte de la Tierra es el lugar donde el eje de rotación cruza la superficie del hemisferio norte, mientras que el polo norte magnético es la ubicación hacia la que apunta el extremo norte de la aguja de una brújula.
El magnetismo representa un tópico de suma importancia en el estudio de la electricidad. Ambos fenómenos no pueden separarse ya que siempre que aparece una corriente eléctrica, existe magnetismo debido a que las cargas en movimiento, es decir, la corriente eléctrica, se comportan como imanes produciendo campos magnéticos.
En términos de magnetismo, la Tierra se comporta como si cerca de su centro existiese una barra imantada. Por lo tanto, el polo norte magnético de la tierra es en realidad el polo geográfico y viceversa. El polo norte de la Tierra es el lugar donde el eje de rotación cruza la superficie del hemisferio norte, mientras que el polo norte magnético es la ubicación hacia la que apunta el extremo norte de la aguja de una brújula.
INSTRUMENTOS ELECTRICOS DE MEDICION
El voltaje y la corriente eléctrica pueden ser medidos con instrumentos denominados voltímetros y amperímetros, respectivamente. Se pueden encontrar tanto digitales como análogos en los cuales el dispositivo principal de su funcionamiento es el galvanómetro.
El amperímetro es un dispositivo para medir la corriente eléctrica y debe conectarse en el circuito de manera tal que la corriente pase directamente a través de el, es decir, en serie. Por su parte, el voltímetro es un instrumento que mide el voltaje entre dos puntos A y B, en un circuito, y debe conectarse entre estos puntos, es decir, en paralelo, y no debe insertarse como un amperímetro
El voltaje y la corriente eléctrica pueden ser medidos con instrumentos denominados voltímetros y amperímetros, respectivamente. Se pueden encontrar tanto digitales como análogos en los cuales el dispositivo principal de su funcionamiento es el galvanómetro.
El amperímetro es un dispositivo para medir la corriente eléctrica y debe conectarse en el circuito de manera tal que la corriente pase directamente a través de el, es decir, en serie. Por su parte, el voltímetro es un instrumento que mide el voltaje entre dos puntos A y B, en un circuito, y debe conectarse entre estos puntos, es decir, en paralelo, y no debe insertarse como un amperímetro
POTENCIA ELECTRICA Y EL EFECTO JOULE
Siempre que una carga eléctrica se mueve en un circuito a través de un conductor realiza un trabajo., mismo que se consume generalmente en calentar el circuito o hacer girar un motor.
Por definición: L a potencia eléctrica es la rapidez con la que se realiza un trabajo; también se interpreta como la energía que consume una maquina o cualquier dispositivo eléctrico en un segundo.
ECUACION:
P= l 2 R
James Prescott Joule
(Salford, Reino Unido, 1818 - Sale, id., 1889). Físico británico, a quien se le debe la teoría mecánica del calor, y en cuyo honor la unidad de la energía en el sistema internacional recibe el nombre de Julio.
James Prescott Joule nació en el seno de una familia dedicada a la fabricación de cervezas. De carácter tímido y humilde, recibió clases particulares en su propio de hogar de física y matemáticas, siendo su profesor el químico británico John Dalton; compaginaba estas clases con su actividad profesional, trabajando junto a su padre en la destilería, la cual llegó a dirigir. Dalton le alentó hacia la investigación científica y realizó sus primeros experimentos en un laboratorio cercano a la fabrica de cervezas, formándose a la vez en la Universidad de Manchester.
EJERCICIOS: POTENCIA ELÉCTRICA
Obtener la potencia eléctrica de un tostador de pan cuya resistencia es de 40 ohm y por ella circula una corriente de 3A.
DATOS: FORMULA SUSTITUCIÓN
P= ?
R= 40 ohm P= l 2 R P= (3A) 2 (40 ohm)
I= 3 A P= 360 w
Siempre que una carga eléctrica se mueve en un circuito a través de un conductor realiza un trabajo., mismo que se consume generalmente en calentar el circuito o hacer girar un motor.
Por definición: L a potencia eléctrica es la rapidez con la que se realiza un trabajo; también se interpreta como la energía que consume una maquina o cualquier dispositivo eléctrico en un segundo.
ECUACION:
P= l 2 R
James Prescott Joule
(Salford, Reino Unido, 1818 - Sale, id., 1889). Físico británico, a quien se le debe la teoría mecánica del calor, y en cuyo honor la unidad de la energía en el sistema internacional recibe el nombre de Julio.
James Prescott Joule nació en el seno de una familia dedicada a la fabricación de cervezas. De carácter tímido y humilde, recibió clases particulares en su propio de hogar de física y matemáticas, siendo su profesor el químico británico John Dalton; compaginaba estas clases con su actividad profesional, trabajando junto a su padre en la destilería, la cual llegó a dirigir. Dalton le alentó hacia la investigación científica y realizó sus primeros experimentos en un laboratorio cercano a la fabrica de cervezas, formándose a la vez en la Universidad de Manchester.
EJERCICIOS: POTENCIA ELÉCTRICA
Obtener la potencia eléctrica de un tostador de pan cuya resistencia es de 40 ohm y por ella circula una corriente de 3A.
DATOS: FORMULA SUSTITUCIÓN
P= ?
R= 40 ohm P= l 2 R P= (3A) 2 (40 ohm)
I= 3 A P= 360 w
CIRCUITOS ELECTRICOS RESISTIVOS EN SERIE, PARALELO Y MIXTO
Los circuitos eléctricos son representaciones graficas de elementos conectados entre si para formar una trayectoria por lo cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga.
Circuito en serie: El voltaje total del circuito, es decir, el que proporciona la fuente de poder, será igual a la sumatoria de todos los voltajes individuales de los elementos que componen el circuito.
Circuito paralelo: El voltaje en un circuito eléctrico paralelo es el mismo en todos sus elementos. Por otra parte, la corriente eléctrica total del circuito será igual a la sumatoria de todas las corrientes individuales de los elementos que la componen.
Circuito mixto: cuando se tiene una conexión mixta de resistencias. Significa que están agrupadas tanto en serie como en paralelo. La forma de resolverlos es calculando parte por parte las resistencias equivalentes a cada conexión.
ECUACION:
1/ Re = 1/ R1 + 1/ R2
Los circuitos eléctricos son representaciones graficas de elementos conectados entre si para formar una trayectoria por lo cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga.
Circuito en serie: El voltaje total del circuito, es decir, el que proporciona la fuente de poder, será igual a la sumatoria de todos los voltajes individuales de los elementos que componen el circuito.
Circuito paralelo: El voltaje en un circuito eléctrico paralelo es el mismo en todos sus elementos. Por otra parte, la corriente eléctrica total del circuito será igual a la sumatoria de todas las corrientes individuales de los elementos que la componen.
Circuito mixto: cuando se tiene una conexión mixta de resistencias. Significa que están agrupadas tanto en serie como en paralelo. La forma de resolverlos es calculando parte por parte las resistencias equivalentes a cada conexión.
ECUACION:
1/ Re = 1/ R1 + 1/ R2
EJERCICIOS: CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Calcular el valor de la resisitencia que se debe conectar en paralelo con una resistencia de 10 ohm para que la resistencia equivalente del circuito se reduzca.
FORMULA: DESPEJE
1/ Re= 1/R1 + 1/ R2 1/R1= 1/R - 1/R2
SUSTITUCION
1/R1= 1/6 - 1/10 = 0.166 - 0.1 = 0.066
R1= 1/ 0.066
R1= 15 ohm
Calcular el valor de la resisitencia que se debe conectar en paralelo con una resistencia de 10 ohm para que la resistencia equivalente del circuito se reduzca.
FORMULA: DESPEJE
1/ Re= 1/R1 + 1/ R2 1/R1= 1/R - 1/R2
SUSTITUCION
1/R1= 1/6 - 1/10 = 0.166 - 0.1 = 0.066
R1= 1/ 0.066
R1= 15 ohm
RESISTENCIA ELECTRICA Y LEY DE OHM
El físico y profesor alemán Simón Ohm utilizo en sus experimentos instrumentos de medición bastante confiables y observo que si aumenta la diferencia de potencial de un circuito, a mayor es la intensidad de la corriente eléctrica; también comprobó que al incrementar la resistencia del conductor, disminuye la intensidad de la corriente eléctrica.
Ley de ohm: la intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor en un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicado de sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.
La resistividad es una propiedad de los materiales, la cual determina la facilidad que representa para permitir el flujo de la corriente eléctrica. La resistencia se mide en Ohm.
Matemáticamente se expresa así:
I = V/ R O, V= IR
EJERCICIOS: LEY DE OHM
Un alambre conductor deja pasar 6 A al aplicarle una diferencia de potencial de 110 V ¿cual es el valor de su resistencia?
FORMULA DESPEJE SUSTITUCIÓN
I = V/R R = V/I R= 110 V / 6 A
R= 18.33 ohm
El físico y profesor alemán Simón Ohm utilizo en sus experimentos instrumentos de medición bastante confiables y observo que si aumenta la diferencia de potencial de un circuito, a mayor es la intensidad de la corriente eléctrica; también comprobó que al incrementar la resistencia del conductor, disminuye la intensidad de la corriente eléctrica.
Ley de ohm: la intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor en un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicado de sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.
La resistividad es una propiedad de los materiales, la cual determina la facilidad que representa para permitir el flujo de la corriente eléctrica. La resistencia se mide en Ohm.
Matemáticamente se expresa así:
I = V/ R O, V= IR
EJERCICIOS: LEY DE OHM
Un alambre conductor deja pasar 6 A al aplicarle una diferencia de potencial de 110 V ¿cual es el valor de su resistencia?
FORMULA DESPEJE SUSTITUCIÓN
I = V/R R = V/I R= 110 V / 6 A
R= 18.33 ohm
CORRIENTE ELECTRICA
La corriente eléctrica es un movimiento de las cargas negativas por medio de un conductor. Debido a que los protones están fuertemente unidos al núcleo del átomo, son los electrones los que tienen libertad de moverse. De esta manera la corriente eléctrica se origina por el movimiento o flujo de electrones por medio de un conductor, debido a la existencia de una diferencia de potencial de sus extremos.
La corriente eléctrica se mide en Coulomb / segundo, unidad que se denomina Ampere (A), en honor al físico francés André Marie Ampere.
I = q / t
EJERCICIOS: CORRIENTE ELÉCTRICA
A través de un rayo que toca el piso en una milésima de segundo fluye una carga de 35 C . Determina la cantidad de corriente eléctrica
I = q / t I = 35 C / 1X10 -3 s
I = 3.5x10 4 A
La corriente eléctrica es un movimiento de las cargas negativas por medio de un conductor. Debido a que los protones están fuertemente unidos al núcleo del átomo, son los electrones los que tienen libertad de moverse. De esta manera la corriente eléctrica se origina por el movimiento o flujo de electrones por medio de un conductor, debido a la existencia de una diferencia de potencial de sus extremos.
La corriente eléctrica se mide en Coulomb / segundo, unidad que se denomina Ampere (A), en honor al físico francés André Marie Ampere.
I = q / t
EJERCICIOS: CORRIENTE ELÉCTRICA
A través de un rayo que toca el piso en una milésima de segundo fluye una carga de 35 C . Determina la cantidad de corriente eléctrica
I = q / t I = 35 C / 1X10 -3 s
I = 3.5x10 4 A
POTENCIAL ELCTRICO
En el sistema internacional, la unidad del potencial eléctrico es el coulomb / joule o volt, en honor al físico italiano Alejandro Volta. El potencial eléctrico es una energía por unidad de carga eléctrica y no es lo mismo que la energía potencial eléctrica ya que esta, al ser un tipo de energía, se mide en joule.
Por definición: el potencial eléctrico V en cualquier punto de campo eléctrico es igual al trabajo T que se necesita realizar para transportar a la unidad de carga positiva q desde el potencial cero hasta el punto considerado por tanto:
V = T / q
En el sistema internacional, la unidad del potencial eléctrico es el coulomb / joule o volt, en honor al físico italiano Alejandro Volta. El potencial eléctrico es una energía por unidad de carga eléctrica y no es lo mismo que la energía potencial eléctrica ya que esta, al ser un tipo de energía, se mide en joule.
Por definición: el potencial eléctrico V en cualquier punto de campo eléctrico es igual al trabajo T que se necesita realizar para transportar a la unidad de carga positiva q desde el potencial cero hasta el punto considerado por tanto:
V = T / q
CAMPO ELECTRICO
Una carga eléctrica se encuentra siempre rodeada por un campo eléctrico. Las cargas de diferentes signos se atraen y las de igual signo se rechazan. A un cuando se encuentran separadas.
El campo eléctrico es invisible, pero su fuerza ejerce acciones sobre los cuerpos cargados y por ello es fácil detectar su presencia, así como medir su intensidad.
En esta ecuación se aprecia la intensidad del campo eléctrico es igual a la fuerza que recibe la unidad de carga. En el sistema internacional, la unidad de campo eléctrico es el newton por coulomb (N/C). El campo eléctrico es un vector cuya dirección y sentido son los de la fuerza que se aplica.
E = F / q
EJERCICIOS: CAMPO ELÉCTRICO
Una pelota tiene una carga electrica de 18mC y un campo electrico de 6.5x10 3 N/C ¿cual es la fuerza ejercida?
E= F/q F= Eq F=(6.5x10 3 N/C) (18x10 -6 C)
F= 0.117 N
Una carga eléctrica se encuentra siempre rodeada por un campo eléctrico. Las cargas de diferentes signos se atraen y las de igual signo se rechazan. A un cuando se encuentran separadas.
El campo eléctrico es invisible, pero su fuerza ejerce acciones sobre los cuerpos cargados y por ello es fácil detectar su presencia, así como medir su intensidad.
En esta ecuación se aprecia la intensidad del campo eléctrico es igual a la fuerza que recibe la unidad de carga. En el sistema internacional, la unidad de campo eléctrico es el newton por coulomb (N/C). El campo eléctrico es un vector cuya dirección y sentido son los de la fuerza que se aplica.
E = F / q
EJERCICIOS: CAMPO ELÉCTRICO
Una pelota tiene una carga electrica de 18mC y un campo electrico de 6.5x10 3 N/C ¿cual es la fuerza ejercida?
E= F/q F= Eq F=(6.5x10 3 N/C) (18x10 -6 C)
F= 0.117 N
EJERCISIOS: LEY DE COULOMB
Calcular el valor de la fuerza eléctrica entre dos cargas cuyos valores son 2 MC (milicoulombs), 4MC al estar separados en el vacio por una distancia de 30 cm.
DATOS: FORMULA
F= ?
q1= 2mc F=K (q1 q2)/ r2
q2= 4mc F= (8.99)(2X10 -3C)(4X10 -3c)/ (0.3)2
r=0.3 m
k= 8.99x10 9 Nm/C2 F= 800000 N
Calcular el valor de la fuerza eléctrica entre dos cargas cuyos valores son 2 MC (milicoulombs), 4MC al estar separados en el vacio por una distancia de 30 cm.
DATOS: FORMULA
F= ?
q1= 2mc F=K (q1 q2)/ r2
q2= 4mc F= (8.99)(2X10 -3C)(4X10 -3c)/ (0.3)2
r=0.3 m
k= 8.99x10 9 Nm/C2 F= 800000 N
Charles-Augustin de Coulomb (Angulema, Francia, 14 de junio de 1736 - París, 23 de agosto de 1806) fue un físico e ingeniero francés. En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre sí dos cargas eléctricas, y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con este invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer el principio, que rige la interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido como ley de Coulomb: .
LEY DE COULOMB
El físico francés Charles A. Coulomb (1736- 1806) realizo una serie de experimentos utilizando una balanza de torsión, con la que percibió que entre dos cuerpos cargados eléctricamente se ejercía una fuerza, misma que podía ser de atracción o de repulsión (dependiendo del signo de las cargas)
Ley de coulomb: La fuerza que ejercen entre si dos cuerpos cargados eléctricamente, es directamente proporcional al producto de sus cargas eléctricas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
ECUACION: F= K q1 q2/ r2
Donde: q1 y q2 son las cargas de cada uno de los cuerpos
r = distancia
k = constante de proporcionalidad (k= 8.99x10 9 Nm2 / C2 )
LEY DE COULOMB
El físico francés Charles A. Coulomb (1736- 1806) realizo una serie de experimentos utilizando una balanza de torsión, con la que percibió que entre dos cuerpos cargados eléctricamente se ejercía una fuerza, misma que podía ser de atracción o de repulsión (dependiendo del signo de las cargas)
Ley de coulomb: La fuerza que ejercen entre si dos cuerpos cargados eléctricamente, es directamente proporcional al producto de sus cargas eléctricas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
ECUACION: F= K q1 q2/ r2
Donde: q1 y q2 son las cargas de cada uno de los cuerpos
r = distancia
k = constante de proporcionalidad (k= 8.99x10 9 Nm2 / C2 )
MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES
Un material conductor permite el flujo de corriente a través de el; es decir, la carga introducida fluye libremente y se redistribuye. Por lo general, los materiales que son buenos conductores de calor lo son de electricidad; en este sentido, los metales (como el cobre, el oro, la plata, el aluminio etc.)
Un electroscopio es un dispositivo que permite detectar la presencia de un objeto cargado aprovechado el fenómeno de separación de cargas por inducción.
Un material conductor permite el flujo de corriente a través de el; es decir, la carga introducida fluye libremente y se redistribuye. Por lo general, los materiales que son buenos conductores de calor lo son de electricidad; en este sentido, los metales (como el cobre, el oro, la plata, el aluminio etc.)
Un electroscopio es un dispositivo que permite detectar la presencia de un objeto cargado aprovechado el fenómeno de separación de cargas por inducción.
CARGA ELECTRICA E INTERACCION DE CARGAS
La carga eléctrica, al igual que la masa, constituye una propiedad fundamental de la materia. Se manifiestan a través de fuerzas denominadas electrostáticas, que son las responsables de los fenómenos eléctricos. Existen dos tipos de carga eléctrica: positiva y negativa. Su unidad de medida internacional es el Coulomb (C).
Los cuerpos están formados por moléculas y estas a su vez por átomos. Un átomo contiene un núcleo con carga positiva, alrededor del cual giran electrones.
Los electrones son partículas mucho más ligeras que los protones y tienen carga eléctrica negativa. El núm. de electrones en un átomo es igual al de los protones de su núcleo, por lo tanto un átomo es eléctricamente neutro. La magnitud de la carga de un protón es igual a la de un electrón, cuyo valor es de 1.6 x 10 – 19 C.
Las cargas positivas y negativas interactúan entre si de la siguiente manera:
Un proton y un electron se atraen entre si.
Dos electones se rechazan entre si.
Dos protones se rechazan entre si.
La carga eléctrica, al igual que la masa, constituye una propiedad fundamental de la materia. Se manifiestan a través de fuerzas denominadas electrostáticas, que son las responsables de los fenómenos eléctricos. Existen dos tipos de carga eléctrica: positiva y negativa. Su unidad de medida internacional es el Coulomb (C).
Los cuerpos están formados por moléculas y estas a su vez por átomos. Un átomo contiene un núcleo con carga positiva, alrededor del cual giran electrones.
Los electrones son partículas mucho más ligeras que los protones y tienen carga eléctrica negativa. El núm. de electrones en un átomo es igual al de los protones de su núcleo, por lo tanto un átomo es eléctricamente neutro. La magnitud de la carga de un protón es igual a la de un electrón, cuyo valor es de 1.6 x 10 – 19 C.
Las cargas positivas y negativas interactúan entre si de la siguiente manera:
Un proton y un electron se atraen entre si.
Dos electones se rechazan entre si.
Dos protones se rechazan entre si.
ANTECEDENTES HISTORICOS
ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA ELECTRICIDAD
Los fenómenos eléctricos se conocen desde la antigüedad; se dice que la primera persona que estudio fenómenos eléctricos fue Tales de Mileto, en la antigua Grecia, en el siglo VI a.C. Tales froto una barra de ámbar con una piel y observo que esta atraía objetos de peso ligero. Es importante saber que los antiguos griegos mantenían ideas animistas de los fenómenos, esto quiere decir que atribuían a los objetos actitudes propias de los humanos, como la de poseer voluntad.
TALES DE MILETO
Nació y murió en Mileto. Tales proviene de Aristóteles primero fue a Egipto y desde allí introdujo en Grecia los estudios de la geometría. La opinión antigua es unánime al considerar a Tales como un hombre excepcionalmente inteligente y como el primer filosofo griego, científico y matemático que actuaba como ingeniero. Es considerado el primero de los siete sabios griegos. El hecho concreto que mas aseguro su reputación fue la predicción de un eclipse de sol en 585 a. C. Igualmente fue el primero en decir que la luna brilla por el reflejo del sol.
Los fenómenos eléctricos se conocen desde la antigüedad; se dice que la primera persona que estudio fenómenos eléctricos fue Tales de Mileto, en la antigua Grecia, en el siglo VI a.C. Tales froto una barra de ámbar con una piel y observo que esta atraía objetos de peso ligero. Es importante saber que los antiguos griegos mantenían ideas animistas de los fenómenos, esto quiere decir que atribuían a los objetos actitudes propias de los humanos, como la de poseer voluntad.
TALES DE MILETO
Nació y murió en Mileto. Tales proviene de Aristóteles primero fue a Egipto y desde allí introdujo en Grecia los estudios de la geometría. La opinión antigua es unánime al considerar a Tales como un hombre excepcionalmente inteligente y como el primer filosofo griego, científico y matemático que actuaba como ingeniero. Es considerado el primero de los siete sabios griegos. El hecho concreto que mas aseguro su reputación fue la predicción de un eclipse de sol en 585 a. C. Igualmente fue el primero en decir que la luna brilla por el reflejo del sol.
ELECTRICIDAD
La palabra electricidad se deriva de la raíz griega elektron, que significa ámbar. la electricidad es una manifestación de la energía, ademas de ser un conjunto de fenómenos, cuyos elementos principales son: la carga eléctrica y el campo eléctrico.Para su estudio se ha dividido en electrostática y electrodinámica.
ELECTROSTATICA
Es la rama de la física que estudia el comportamiento de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en un cuerpo y los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo
ELECTRODINAMICA
Es la parte de la física que estudia los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas en movimiento.
La palabra electricidad se deriva de la raíz griega elektron, que significa ámbar. la electricidad es una manifestación de la energía, ademas de ser un conjunto de fenómenos, cuyos elementos principales son: la carga eléctrica y el campo eléctrico.Para su estudio se ha dividido en electrostática y electrodinámica.
ELECTROSTATICA
Es la rama de la física que estudia el comportamiento de la carga eléctrica o cantidad de electricidad presente en un cuerpo y los fenómenos asociados a las cargas eléctricas en reposo
ELECTRODINAMICA
Es la parte de la física que estudia los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas en movimiento.
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