Preguntas De Fisica

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Tema 1. Conceptos de Corriente Eléctrica y Fuerza electromotriz

Se da el nombre de corriente eléctrica a un desplazamiento de electrones a lo largo de un conductor entre cuyos extremos se aplica una diferencia de potencial. El fenómeno físico del flujo de electrones en un conductor es análogo al flujo de un líquido por el interior de una tubería entre cuyos extremos existe una diferencia de presión, debida, por ejemplo, a una diferencia de nivel.

La corriente eléctrica puede ser continua (cuando el movimiento de los electrones se efectúa en un solo sentido), o bien alterna (cuando el flujo se invierte a través del tiempo, con cierta frecuencia, a causa de la aplicación, entre los extremos del conductor, de una diferencia alternativa de potencial).

En general, la corriente eléctrica produce los siguientes efectos:

- térmico: todo conductor recorrido por una corriente eléctrica se calienta;

- magnético: un conductor recorrido por una corriente eléctrica produce, a su alrededor, un campo magnético;

- químico: en una solución que contenga iones (átomos cargados eléctricamente), cuando es recorrida por una corriente eléctrica, los iones cargados positivamente se dirigen hacia el polo negativo y viceversa.

Las corrientes se miden calculando la cantidad de electricidad (o de carga eléctrica) que pasa a través de una sección del conductor en un segundo. La unidad de carga eléctrica es el culombio, de símbolo C (.coulomb en la nomenclatura internacional). Otra magnitud de la corriente es su intensidad, cuya unidad es el amperio, de símbolo A (ampére). Considerando cualquier sección del conductor, se dice que la intensidad de la corriente es igual a la unidad, es decir, a 1 A cuando pasa a su través 1 C/s.

La intensidad de la corriente que recorre un conductor es proporcional a la diferencia de potencial existente entre sus extremos. Para medir la intensidad se emplean los amperímetros, aparatos que funcionan debido al efecto magnético inducido por el paso de la corriente.

Las instalaciones eléctricas de los automóviles las recorre la corriente suministrada por la batería, que se mantiene en carga mediante la dinamo accionada por el motor. Las dinamos suministran corriente continua. Cuando, en algunos vehículos, en lugar de la dinamo se instala un alternador, que produce corriente alterna, ésta se rectifica, es decir, se convierte en continua por medio de semiconductores.

A título de ejemplo, se relacionan a continuación los valores indicativos de la corriente absorbida por diversos dispositivos montados sobre los automóviles.

Fuerza Electromotriz. Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

La unidad cgs de la fuerza electromotriz y el voltio

En el sistema cgs de unidades, la unidad de fuerza electromotriz se define como la fuerza electromotriz que actúa sobre un circuito cuando al circular una corriente de una unidad cgs electromagnética de intensidad, la potencia desarrollada en un ergio por segundo. La unidad práctica de fem, denominada voltio, se define como 108 unidades cgs electromagnéticas.

Métodos para producir una fuerza electromotriz

 Por acción química.

 Por acción térmica.

 Por inducción electromagnética.

Todas las grandes centrales hidroeléctricas y térmicas producen fem por inducción electromagnética. Cuando se requieren grandes cantidades de energía, el coste de la energía eléctrica obtenida utilizando la inducción electromagnética es muy inferior al de la obtenida por acción química en cualquiera de las baterías construidas.

Se produce una fem por acción térmica cuando se calienta dos soldaduras de dos materiales distintos, y se denomina par termoeléctrico al dispositivo que produce una fem por este procedimiento. La fem que produce un par termoeléctrico es muy pequeña para poderla utilizar con fines energéticos, pero los pares termoeléctricos son muy útiles como como instrumentos de medida.

Tema 2. Ley de Ohm

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

1. Tensión o voltaje "E", en volt (V).

2. Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).

3. Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado al circuito.

Circuito eléctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica "R" y la.circulación de una intensidad o flujo de corriente eléctrica " I " suministrado por la propia pila.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

FÓRMULA MATEMÁTICA GENERAL DE REPRESENTACIÓN DE LA LEY DE OHM

Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por medio de la siguiente Fórmula General de la Ley de Ohm:

VARIANTE PRÁCTICA:

Aquellas personas menos relacionadas con el despeje de fórmulas matemáticas pueden realizar también los cálculos de tensión, corriente y resistencia correspondientes a la Ley de Ohm, de una forma más fácil utilizando el siguiente recurso práctico:

Con esta variante sólo será necesario tapar con un dedo la letra que representa el valor de la incógnita que queremos conocer y de inmediato quedará indicada con las otras dos letras cuál es la operación matemática que será necesario realizar.

Tema 3. ¿Qué es una resistencia eléctrica?

QUÉ ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor.eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.

Tema 4. Como se define el voltaje

El diccionario de la Real Academia Española (RAE) define al voltaje como la cantidad de voltios que actúan en un aparato o en un sistema eléctrico. De esta forma, el voltaje, que también es conocido como tensión o diferencia de potencial, es la presión que una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz ejerce sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado. De esta forma, se establece el flujo de una corriente eléctrica.

A mayor diferencia de potencial que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica, mayor es el voltaje existente en el circuito al que corresponde ese conductor. La diferencia de potencial se mide en voltios (V), al igual que el potencial.

La tensión entre dos puntos de un campo eléctrico es igual al trabajo que realiza dicha unidad de carga positiva para transportarla desde el punto A al punto B. Cabe destacar que la tensión es independiente del camino recorrido por la carga, y depende de forma exclusiva del potencial

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