Electrodinamica

Unidad 6 Electrodinámica

6.1 Definiciones de corriente, resistencia, resistividad, densidad de corriente y conductividad.

6.2 Ley de Ohm.

6.3 Potencia.

6.4 Leyes de Kirchhoff.

6.1 Definiciones de corriente, resistencia, resistividad, densidad de corriente y conductividad.

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica I es la rapidez del flujo de carga Q que pasa por un punto dado en un conductor eléctrico.

La dirección de la corriente eléctrica convencional siempre es la misma que la dirección en que se moverían las cargas positivas, incluso si la corriente real consiste en un flujo de electrones.

Resistencia eléctrica

Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él.

Resistividad

La resistencia de un alambre de area de sección transversal uniforme, se determina por cuatro factores:

• Tipo de material

• Longitud

• Área de la sección transversal

• Temperatura

Para un conductor dado, a una temperatura determinada, la resistencia se puede calcular a partir de:

La constante de proporcionalidad p es una propiedad del material llamada resistividad dada por:

La resistividad varia considerablemente de acuerdo al tipo de material y tambien a los cambios de temperatura, la unidad utilizada para representar la resistividad es el ohm-metro.

A continuación se muestra una tabla con las resistividades de algunos materiales.

La densidad de corriente

Se define como una magnitud vectorial que tiene unidades de corriente eléctrica por unidad de superficie ,es decir, intensidad por unidad de área. Matemáticamente, la corriente y la densidad de corriente se relacionan como:

Donde:

• I es la corriente eléctrica en amperios A.

• j es la densidad de corriente en A.m-2.

• S es la superficie de estudio en m².

La conductividad

La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. También es definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de los semiconductores) pueden pasar por él. Varía con la temperatura. Es una de las características más importantes de los materiales.

La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto , y su unidad es el S/m (siemens por metro).

6.2 Ley de Ohm

LA 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

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