V volumenel en aargcnqVQ
N = Número de partículas con velocidad vdNq = Carga total que se mueve
tvnqAQ d
dvnqAtQ
I
corriente de densidadvd
nqA
IJ
n = N / V = concentración de partículas
V = Av Δt
d
t = 0
t = Δt
L = v Δt
d
CORRIENTE ELÉCTRICA
CORRIENTE EN UN CONDUCTOR
Moléculas Fijas
e libres
En ausencia de campo eléctrico
Bajo la acción de un campo eléctrico
dV
E
--
--
CORRIENTE EN UN CONDUCTOR
CORRIENTE ELÉCTRICA
I = [C/s] = Amperio
Corriente eléctrica: movimiento de partículas con carga eléctrica
I = Corriente = q/t (corrientes que no cambian en el tiempo)
I = Corriente = dq/dt (corrientes que cambian en el tiempo)
La dirección de la corriente es la del movimiento de las cargas positivas
I
E
I
E
I ~ qv
I ~ (-q)(-v)=qvI I
LA CORRIENTE SIEMPRELA CORRIENTE SIEMPRE
VA CON EL CAMPO ELECTRICOVA CON EL CAMPO ELECTRICO
LA CORRIENTE SIEMPRELA CORRIENTE SIEMPRE
VA CON EL CAMPO ELECTRICOVA CON EL CAMPO ELECTRICO
ELEMENTOS ÓHMICOS
V
E
LI
En un elemento óhmico:EJ
Donde = 1/ es la conductividad del material con la resistividad
Ley de OhmJρE
LJ
ELV
LA
IV
1
] [Ω[A]
[V]R
AL
AL
R
Sea
V
E
LIcorriente de densidad
A
IJ
iRΔV
OhmiosResistencia
Potencial para E uniforme Ley de
Ohm
ELEMENTOS ÓHMICOS
La gráfica I vs V que representa mejor el comportamiento deun elemento óhmico es:
I
V
a.
V
I
c.
V
I
d.
V
I
b.
Material no ohmico
R = resistencia del elemento para el voltaje V0
V
I
RI
Vm
Material ohmico
R = resistencia del elemento
GRÁFICAS DE CORRIENTE- VOLTAJE
V
I
V
I
V0
m = = R
V
I
AL
AL
R
Resistividad del material
1*1015
18
0.45
96*10-8
2.8*10-
8
1.7*10-
8
1.6*10-8
a 20ºC, *m
Plata
Cobre
Aluminio
Mercurio
Germanio
Madera
Azufre
Material
Comportamiento con la temperatura
)Cº20T(1 c20
R
t
Semiconductor
R
t
Metales
FUERZA ELECTROMOTRIZ, fem
La fem es una diferencia de potencial eléctrica que se obtiene de un trabajo realizado por una fuerza no conservativa
Una fuente de fem transforma energía de cualquier clase en energíapotencial eléctrica
Circuito eléctrico Circuito de agua
Bomba deagua
Fuente de femElementode circuito
q
q ganaenergía
q pierdeenergía
Fuentes de fem
a. Máquina de Wimshurst
c. Batería de carro
b. Generador de Van de Graaff
a b+ -
V = Vb – Va = -
DIFERENCIAS DE POTENCIAL
a b+-
V = Vb – Va = +
a b
V = Vb – Va = + IR
I
a b
V = Vb – Va = - IR
I
Camino
Camino
CIRCUITOCIRCUITO S – E – R – IS – E – R – I - EE
I
R1
•El circuito serie es un divisor de voltaje:
•La resistencia equivalente es igual a la suma de las resistencias:
R4R3R2
V
•La corriente eléctrica es la misma:
V = V +V + V + V
21 43
I = I = I = I21 43
Req = R +R + R + R
21 43
•La diferencia de potencial es igual a través de todas las resistencias del circuito:
•El circuito paralelo es un divisor de corriente:
•El inverso de la resistencia equivalente es igual a la suma de los inversos de las resistencias:
R1 R2 R3
I1 I3I2
Ia
b
V
V = V = V = V 21 3
I = I + I + I
21 3
1. La suma algebraica de las corrientes en un nodo de un circuito es cero (ley de conservación de la carga)
REGLAS DE KIRCHHOFF
0III 321 nodo
I1I2
I3
0VVV bcab
2. La suma algebraica de las diferencias de potencial en un lazo de circuito es cero (ley de conservación de la energía)
REGLAS DE KIRCHHOFF
a cb
I
II
R1
V
R2
I
CIRCUITO DC
VRr
da cbb
ir
iR
0IRIr
b’d
I
- +aI
R
r
c b
Seaq la carga de cada portador de cargadel circuito
0qIRqIrq
0IRtq
Irtq
tq
0RIrII 22
RIRV
P 22
Potencia perdida en una resistencia en forma de calor
Conservación de la energía
CIRCUITO DC
b’d
I
- +aI
R
r
c b
APLICACIÓN LEYES DE KIRCHHOFF
0RIVRIV 222111 Malla 1:
0RIVRI 33222 Malla 2:
0III 321 Nodo a:
a b
I1I2
I3
V2
V1
R1R2
R3
+ -
+-1
2
CIRCUITO RC, CARGA DEL CONDENSADOR
t > 0
+ qi
R
C - q
R
i
R37.0
RC tt
q
RC
C63.0C
0RiCq
dtdq
i
RCt
eR
i RC
te1Cq
RC/teRdt
dqI
)e1(cq RC/t
)e1(cq
V RC/t