carga electrica

Introducción
unidades eléctricas
corriente eléctrica
leyes de la electricidad (Ohm y Kirchhoff)
Circuitos en serie y en paralelo
Corriente alterna
Principios
Básicos
Inicialmente los átomos tienen
carga eléctrica neutra
N° protones = N° electrones
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Si a un átomo le quitamos un electrón
obtenemos un Catión o ion positivo
Si a un átomo le quitamos un protón
obtenemos un Anión o ion negativo
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Ley de Coulomb
Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas
de diferente signo se atraen
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Los materiales, según su capacidad de trasmisión de la corriente
eléctrica, son clasificados en conductores y aislantes.
Conductores son los que dejan traspasar a través de ellos la
electricidad compartiendo los electrones de las orbitas mas externas.
Aislantes en cambio tienen los electrones mas fuertemente ligados a
sus orbitas, imposibilitando el paso de la corriente.
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Si imaginamos un conductor formado por una hilera de
átomos de cobre (CU) podemos ver como se mueven los
electrones por el conductor.
Los átomos poseen en todo momento la misma
cantidad de electrones que de protones (carga neutra)
aunque estos pasan de un átomo a otro.
Definimos corriente eléctrica como el movimiento de
electrones por un conductor.
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Campo Eléctrico
La ley de Coulomb sobre la fuerza tiene la misma forma matemática que la ley
de Newton sobre la gravitación y puede tratarse en forma análoga, excepto
por el hecho de que la fuerza de gravitación es siempre de atracción,
mientras que la eléctrica puede ser de atracción o de repulsión.
Podemos considerar la fuerza de gravitación como surgida de la existencia de
un campo gravitatorio, y en el caso de una fuerza eléctrica, podemos
considerar una carga como creadora de un CAMPO ELECTRlCO que ejerce
una fuerza sobre la otra carga. Cuando se coloca una carga q en un punto
del espacio, el campo eléctrico en dicho punto ejercerá una fuerza F sobre
la carga y está dada por:
en donde "E" (vector), es la INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO en el lugar
de la carga "q".
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Potencial
Se define el potencial en un punto de un campo eléctrico como el cociente
entre la energía potencial eléctrica de una carga de prueba en un punto del
campo, y el valor de la carga:
en donde "Ve” es el potencial, "Epe" es la energía potencial eléctrica y "q" es
la carga de prueba colocada dentro de un campo eléctrico.
El Voltio puede definirse del siguiente modo:
EL POTENCIAL EN UN PUNTO DE UN CAMPO ELECTROSTÁTICO SERÁ UN
VOLTIO, SI PARA TRAER UNA CARGA DE UN COULOMB DESDE EL INFINITO
AL PUNTO, VENCIENDO LAS FUERZAS DEL CAMPO, ES NECESARIO REALIZAR
UN TRABAJO DE UN JOULE.
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DIFERENCIA DE POTENCIAL
La diferencia de potencial entre dos puntos de un campo electrostático es la
diferencia entre los potenciales de dicho punto, y puesto que los mismos
se expresan en Voltios, la diferencia de potencial se expresará también en
Voltios.
La diferencia de potencial (~V) entre dos puntos "A" y "BU es dc un Voltio, si
se realiza un trabajo de un Joule paro mover una carga de un Coulomb
desde "A" hasta "B" en contra de las fuerzas del campo eléctrico en el que
se encuentra dicha carga.
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El circuito eléctrico básico es:
Sentido
Convencional
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El generador
El generador aplica una fuerza desde su polo positivo a
los electrones para hacerlos saltar al polo negativo. A la
fuerza necesaria para este movimiento se la denomina:
Fuerza Electromotriz
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Medición de la Tensión y de la F.E.M.
La unidad de medida es el Volt (V) y el equipo utilizado
para medirlo se denomina Voltímetro y se conecta en
paralelo al elemento que se quiere medir.
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El receptor
El receptor mas común es conocido como Resistencia.
Este elemento produce una interferencia al paso de los
electrones generando calor cuando estos circulan
además de regular la cantidad de electrones que pasan.
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Medición del Valor de Resistencia
La unidad de medida es el Ohm (Ω), el equipo
utilizado para medirlo se denomina Óhmetro y se
conecta en paralelo al elemento que se quiere medir.
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Corriente, Carga eléctrica e Intensidad
Anteriormente definimos la CORRIENTE ELECTRICA como el movimiento de electrones
por el conductor.
Ahora bien, se define CARGA ELECTRICA (Q) O CANTIDAD DE ELECTRICIDAD al
exceso (carga negativa) o falta (carga positiva) de electrones en un cuerpo. Como la
carga de un electrón es muy pequeña, no se toma a ésta como unidad de medida de la carga
eléctrica, sino a un conjunto de ellos que se denomina Coulomb (C), y equivale a la carga
total de 6.3 trillones de electrones (6,3 x 1018 electrones)
Se define Intensidad de Corriente a la cantidad de electricidad (o carga eléctrica) que
circula en la unidad de tiempo por el conductor y se mide en Amperes (A)
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Medición de Intensidad de Corriente
La unidad de medida es el Amper (A), el equipo utilizado
para medirlo se denomina Amperímetro y se conecta en
serie al elemento que se quiere medir.
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Ley de Ohm
Que relación existe entre V, R e I para que se cumplan los
valores anteriores?
La relación se llama Ley de Ohm y su enunciado dice que
“la Intensidad de corriente que circula por un circuito
eléctrico es directamente proporcional a la tensión
aplicada e inversamente proporcional a la resistencia
eléctrica”.
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Ley de Ohm
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Potencia Eléctrica
Potencia eléctrica se define como el trabajo realizado por la carga eléctrica,
en una unidad de tiempo.
P= T / t
Cuando hablamos de potencia consumida, entendemos que actúan 2
elementos, uno que entrega energía y otro que la consume. En el caso de la
electricidad, cede energía la pila o generador y consume energía la
resistencia.
Por lo tanto recordando la ley de Ohm:
P= V x I
Y la unidad de medida de la potencia es el Watt.
También lo podemos expresar como:
P= I2 x R
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ó
P= V2 / R
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Energía Eléctrica
Energía eléctrica se define como la potencia consumida en la
unidad de tiempo.
E= P / t
Y la unidad de medida de la potencia es el Joule aunque existen
otras unidades mas conocidas: si expresamos la potencia en
Kwatt y el tiempo en Horas obtenemos el KW/h.
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Asociación Serie de Resistencias
Consiste en conectar el terminal de salida de una resistencia con el
terminal de entrada de la siguiente.
Supongamos 3 resistencias (R1, R2, R3). Cada una de ellas consume una
potencia (P1, P2, P3), tiene una tensión (V1, V2, V3) y por cada una
circula la intensidad (I1, I2, I3)
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Divisor de Tensión
El circuito de la imagen se denomina “divisor de tensión” por que la
tensión de la pila o generador queda dividida en el punto de conexión de
las dos resistencias, obteniendo V1 y V2.
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Divisor de Tensión
El circuito de la imagen se denomina divisor de tensión por que la
tensión de la pila o generador queda dividida en el punto de conexión
de las dos resistencias, obteniendo V1 y V2.
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Asociación Paralelo de Resistencias
Consiste en conectar todos los terminales de salida entre si y todos los
terminales de entrada entre si, de manera que quedará un terminal de
entrada y otro de salida común al conjunto.
Supongamos 3 resistencias (R1, R2, R3). Cada una de ellas consume una
potencia (P1, P2, P3), tiene una tensión (V1, V2, V3) y por cada una
circula la intensidad (I1, I2, I3)
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Divisor de Intensidad
El circuito de la imagen se denomina divisor de intensidad por que la
intensidad de la pila o generador queda dividida en el punto de
conexión de las dos resistencias, obteniendo I1 e I2.
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Divisor de Intensidad
El circuito de la imagen se denomina divisor de intensidad por que la
intensidad de la pila o generador queda dividida en el punto de
conexión de las dos resistencias, obteniendo I1 e I2.
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Otros Componentes
Capacitores o Condensadores:
Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El
capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro,
separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con
el mismo valor, pero con signos contrarios.
Para un capacitor se define su capacidad como la relación de la carga que
posee uno de los conductores y la diferencia de potencial entre ambos,
es decir, la capacidad es proporcional a la carga e inversamente
proporcional a la diferencia de potencial:
C = Q / V, medida en Farad (F).
V
+
Q+
Q-
_
d
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Otros Componentes
Inductores o Bobinas:
Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico
que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en
forma de campo eléctrico.
La bobina almacena energía eléctrica en forma de campo magnético
cuando aumenta la intensidad de corriente, devolviéndola cuando ésta
disminuye.
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MUCHAS GRACIAS . . .
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