Documento 290688

Corporación de Desarrollo Social
Liceo Polivalente Arturo Alessandri Palma
Departamento de Física
Profesores:
Patricia Navarro, Miguel Castro, Christian Contreras
[email protected]
Guía de Aprendizaje N° 3
NM4 COMÚN
Instrucciones:

Lea comprensivamente la guía, con el apoyo de tu cuaderno y libro de aquellos conceptos
que no recuerdas.

Sigue atentamente los pasos del ejercicio resuelto.

Resuelva ordenadamente los problemas planteados, verificando tu desarrollo con las
respuestas entregadas.

En caso de no coincidir con los resultados, revisa los procedimientos realizados.

Resuelve la evaluación y envíala a través del correo electrónico señalando, indicando:
Curso, nombre y profesor.
Fecha de Recepción:
Enviar por correo electrónico hasta las 14:00 horas del 26 de octubre del 2011.
Mail:
SECTOR:
[email protected]
FISICA COMÚN
Nivel/curso
PROFESOR: PATRICIA NAVARRO
NM4/ B,C,D,E y F
Plazo: 26/10/2011,14:00 HORAS
UNIDAD TEMÁTICA: ELECTRODINÁMICA
CONTENIDO: CORRIENTE Y RESISTENCIA ELECTRICA
APRENDIZAJES ESPERADOS: RECONOCER Y APLICAR LOS CONCEPTOS
FUNDAMENTALES DE LA ELECTRODINÁMICA
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
ELECTRODINÁMICA (parte I)
En esta guía abordaremos fenómenos eléctricos relacionados con cargas en movimiento, es decir,
daremos los primeros pasos al estudio de la corriente y de los circuitos eléctricos.
Esta rama de la Física recibe el nombre de ELECTRODINÁMICA
Corriente Eléctrica: Se define como el desplazamiento de cargas eléctricas a lo largo de un
conductor. Al unir mediante un conductor dos cuerpos cargados, los electrones pasan de un cuerpo a
otro, hasta que ambos estén al mismo potencial eléctrico. Se establece, por lo tanto, una corriente
transitoria. Sabemos que en el Conductor existe un gran número de electrones libres. Tales
electrones quedarán sujetos a la acción de una fuerza eléctrica debido al campo, y puesto que son
electrones libres, entrarán inmediatamente en movimiento.
Para que la corriente sea permanente entre los dos puntos unidos por un conductor, debe existir una
diferencia de potencial permanente, es decir, un campo eléctrico. Solo en este caso, los electrones
son impulsados por una fuerza (debida al campo eléctrico), originándose así la corriente eléctrica.
e
e
e
e
e
V
La diferencia de potencial se conoce como Voltaje porque su unidad de medida es el Volt (V) en
homenaje a Alessandro Volta, el inventor de la pila eléctrica. Recuerda que este concepto lo
estudiaste en la guía N°2
El instrumento con que se miden los voltajes se llama Voltímetro, que en los circuitos eléctricos se
simboliza de la forma siguiente:
V
Comúnmente a la fuente que proporciona voltaje se le denomina fem o Fuente de Poder.
Ejemplos de fuentes de poder:
Pila Común (AA)
1,5 V
Batería de Auto
12 V
Red Domiciliaria (Chile)
220 V
Corriente Continua (cc): Implica un flujo de carga que fluye siempre en una sola dirección. Una
batería o pila produce corriente continua en un circuito porque sus bornes tienen siempre el mismo
signo de carga. Los electrones se mueven siempre en el circuito en la misma dirección del borne
negativo que los repele al borne positivo que los atrae.
Corriente
cc
t
La corriente continua no cambia de sentido en el tiempo
Sentido de la Corriente Continua: Las cargas que se mueven en un conductor sólido son las cargas
negativas, es decir, los electrones.
Durante prácticamente todo el siglo XIX se creyó que las cargas que circulaban eran positivas. En la
actualidad, cuando se describe la dirección de una corriente, seguimos apegados a la convención
histórica de una corriente positiva que fluye, por lo tanto, cuando hablamos de la corriente que pasa
por un conductor, sobreentendemos que es la dirección que tomaría una carga positiva. A esto suele
llamarse corriente convencional. Cuando se desea hablar de la dirección del flujo de los electrones,
se mencionará específicamente que se trata de una flujo de electrones.hoy en día se habla del
sentido físico de la corriente ( flujo de electrones ) y del sentido técnico de la corriente ( corriente
convencional ). Este último es el que se usa habitualmente en la ciencia y en la ingeniería eléctrica.
Sentido convencional
lconvencionconveconve
ncional
Sentido físico
+
-
Corriente Alterna (ca): Los electrones del circuito se desplazan primero en una dirección y luego en
sentido opuesto, esto se consigue alternando la polaridad del voltaje del generador . Casi todos los
circuitos comerciales de corriente alterna de Chile funcionan con voltajes de 220 voltios
CORRIENTE
t
INTENSIDAD DE CORRIENTE
Se denomina intensidad de corriente eléctrica a la carga eléctrica que pasa a través de una sección
del conductor en un intervalo de tiempo, es decir:
i 
carga
tiempo

q
t

coulomb
[c]
segundo
[s]
 1Ámpere
 1A
En el S.I, la carga se mide en Coulomb [c], el tiempo en segundos[s] y la
intensidad ( i ) se mide en ÁMPERE
Algunos submúltiplos son:
Mili amperes = mA = 10-3A
Micro ampere = μA = 10-6 A
Para medir la intensidad de corriente eléctrica se utiliza un instrumento llamado Amperímetro. En los
circuitos eléctricos los amperímetros los representan así:
A
Ejemplo 1:
Por una sección de un conductor circulan 2.000 cb en un minuto 40 segundos. Determine la
intensidad de corriente en el conductor.
Datos:
q = 2.000 C
i
q
t

2 oooc
100 s
 20 A
t = 1’40’’ = 100 sg
Nótese que se utilizó la unidad Ampere, en donde 1 A equivale a 1 C/sg (un coulomb partido por
segundo)
Ejemplo 2:
Por un conductor circula una intensidad de 5 A. Determine la cantidad de carga eléctrica que habrá
pasado por una sección del conductor al cabo de 1 hora.
Datos:
i=5A
t = 1 hr = 3.600 sg
Ecuación:
i
q
t
despejando, se tiene: q = it
Por lo tanto: q = 5 A  3.600 seg = 18.000 C
Nótese que si se usa el Ampere como unidad de intensidad de corriente y el segundo como unidad de
tiempo, necesariamente la unidad de carga eléctrica debe ser el coulomb.
Resistencia Eléctrica: Se define como la oposición al flujo de carga en los circuitos eléctricos. Cada
vez que tú enciendes una lámpara, operas un computador o escuchas la radio, está presente la
resistencia eléctrica. Hay tres factores que determina la resistencia de un conductor (alambre)
1- longitud
2- el área de la sección transversal o grosor
3- la resistividad del material del cual está construido
La resistividad de un alambre o la capacidad para resistir el paso de la corriente eléctrica, depende
como ya dijimos, del material del alambre. El cobre es el material más empleado en la fabricación de
conductores eléctricos.
EJEMPLOS DE RESITIVIDAD DE ALGUNOS MATERIALES
Cobre 1,7 ●10-8  m
Oro
2,4●10-8  m
Aluminio 2,8●10-8  m
Plata
1,6●10-8  m
En general, la resistencia de un alambre, tomando en cuenta su tamaño y su resistividad, está dada
por la siguiente relación:
R  
L
A
[  ] ohm
Donde:
R: resistencia (  )
 : Resistividad ( m)
L: longitud (m)
A: área de la sección transversal o grosor (m2)
En los circuitos eléctricos las resistencia se representan así:
Ejemplo 1:
¿Qué longitud debe tener un alambre de plata de 0,2 mm2 de sección para que presente una
resistencia de 8 ?
L=?
A = 0,2 mm2 = 2 x 10–7 m2
R=8
R  
L
A

L 
R A


8

  2  10
1 .. 6  10
8
7
m
2

m
L = 100m
A continuación te entregamos algunos link a los cuales puedes acceder par profundizar este
tema:
http://www.youtube.com/watch?v=2eTkqzU4yeA
http://www.youtube.com/watch?v=xwH4R7sCMcQ
Ejercicios propuestos
1) Un alambre de plata de 150 m de longitud tiene una resistencia de 8 . ¿Cuál es el área de su
sección transversal?
2) ¿Cuál es la resistencia de un conductor de cobre de 2 m de largo y 1 mm de diámetro?
(Considere  = 3 y recuerde que el área de un circulo es r2)
3) Por un conductor circula una intensidad de 5 A. Determine la cantidad de carga eléctrica que habrá
pasado por una sección del conductor al cabo de 1 hora.
4) En un alambre recto se mide una intensidad de 30 mA. ¿En cuánto tiempo, por una sección del
alambre, pasarán 600 C?
5) Una corriente permanente de 5 A de intensidad circula por un conductor durante un tiempo de un
minuto. Hallar la carga desplazada.
6) Hallar el número de electrones que atraviesan por segundo una sección recta de un alambre por
el que circula una corriente de 1 A de intensidad.
7) Por el conductor de una calefactor eléctrico circulan 2,4x1022 electrones durante 20 minutos de
funcionamiento. ¿Qué intensidad de corriente circuló por el conductor?
8) Una corriente de 10 A de intensidad ha circulado por un conductor durante ½ hora. ¿Qué cantidad
de carga ha pasado?. Exprésela en cb y en nº de electrones.
RESPUESTAS
1- A = 3●10-7m2
2- R = 4.5●10-2Ω
3- Q = 18000C
4- t = 20000seg
5. Q = 300c
6- n°e = 6.25●1018
7- i = 3.2A
8- Q = 18000cb, n°e = 1,125●1023
¿Ya resolviste los ejercicios? Entonces, toma un breve descanso y luego continúa con la
evaluación.
Ahora, realiza la siguiente evaluación y envíanos tu respuesta con el desarrollo respectivo, en
DOCUMENTO DE WORD 97 - 2003. Recuerda que cada paso debe estar debidamente
justificado. Te adjunto la pauta de evaluación para que sepas cómo se calificará tu trabajo.
ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN
Luego de responder tu evaluación debes enviarla al correo:
[email protected]
Tus trabajos serán recibidos hasta el 26 octubre del 2011,14:00 hrs
Toda consulta debe realizarse en la Parroquia Italiana.
Av. Bustamante 180, (metro P. Bustamante) JUEVES de 10:10 a 11:20
horas.
No se responderán consultas por internet
1) Por la sección de un conductor circula 1 millón de electrones en 2 segundos.
Determine la intensidad de corriente en ese conductor.
Puntaje
4
La explicación es
detallada y utiliza
formula que
Resolución de corresponde
obteniendo el
problema
resultado
correcto
3
2
1
La explicación no
es detallada y
utiliza formula
que corresponde
obteniendo el
resultado
correcto
La explicación es
un poco difícil de
entender, pero
utiliza formula
que corresponde
obteniendo el
resultado
correcto.
La explicación es
difícil de entender
y tiene varios
componentes
ausentes o no fue
incluida.