CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE NARIÑO

INGENIERIAS ELECTRONICA Y MECANICA

ASIGNATURA: FISICA III

CORRIENTE ELECTRICA Y RESISTENCIA

FUNCIONAMIENTO DE UNA BATERIA

Los procesos químicos en los que participan un electrolito y dos electrodos metálicos

diferentes ocasionan que los iones de ambos metales se disuelvan en la solución a tasas

diferentes. Así, Un electrodo (el cátodo) queda con mas carga negativa que el otro (el

ánodo). El ánodo esta a un mayor potencial que el cátodo. Por convención, el ánodo se

designa como la terminal positiva y el cátodo como la negativa. Esta diferencia de potencial

(V) puede generar una corriente, o un flujo de carga (electrones), en el alambre. Los iones

positivos migran, como se observa en la figura. (Es necesaria una membrana para impedir

la mezcla de los dos tipos de iones).

ANALAGIA GRAVITACIONAL ENTRE UNA BATERIA Y UNA BOMBILLA

DE LUZ

Una bomba de gasolina sube agua de un estanque, incrementando la energía potencial del

agua. Cuando el agua fluye hacia abajo, transfiere energía a una rueda hidráulica (es decir,

efectúa trabajo sobre ella), Haciendo que la rueda gire. Esta acción es análoga a la entrega

de energía por parte de una corriente eléctrica a una bombilla de luz.

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ASIGNATURA: FISICA III

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Recordemos

∆𝑉 =∆𝑈

𝑞 ∆𝑈 = 𝑞𝐸𝑑 ∆𝑉 = 𝐸𝑑 (Para placas paralelas)

Unidades de voltaje: 𝐽𝑢𝑙𝑖𝑜

𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏= voltio

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FUERZA ELECTROMOTRIZ. FEM (ε)

La FEM (ε) de una batería es la máxima diferencia de potencial entre sus terminales. Este

máximo ocurre cuando la batería no está conectada a un circuito externo.

La FEM de una batería es el trabajo que ésta efectúa por coulomb de carga que pasa por

ella.

VOLTAJE TERMINAL (V)

Es el voltaje de operación ligeramente menor que la FEM. Es el voltaje a través de los

terminales cuando hay flujo de cargas.

A causa de la resistencia interna (r) de la batería, el voltaje terminal (V), cuando la batería

esta en operación es menor que la FEM.

Ya que la r interna es muy pequeña se tiene que V ≈ ε El voltaje terminal puede decaer apreciablemente por debajo de la FEM cuando:

La resistencia interna es alta: baterías viejas.

La batería suministra una gran corriente.

𝑽 = 𝜺 − 𝒊𝒓

BATERIA EN SERIE Y EN PARALELO

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ASIGNATURA: FISICA III

CORRIENTE ELCTRICA: I (i)

Cuantitativamente la corriente eléctrica se define como la tasa de flujo de la carga neta en

función del tiempo.

𝒊 =𝒒

𝒕

Unidades: 𝑪𝒐𝒖𝒍𝒐𝒎𝒃

𝒔𝒆𝒈𝒖𝒏𝒅𝒐 = 𝑨𝒎𝒑𝒆𝒓𝒊𝒐

En honor a André Ampere. Físico Francés (1775- 1836)

Históricamente el análisis de circuitos se realiza en términos de la corriente convencional

que es el sentido en que fluirían cargas positivas, contraria al flujo de electrones (espacios

que van dejado los electrones)

RESISTENCIA ELECTRICA (R)

Se define como la oposición que presenta cualquier objeto al paso de la corriente

𝑅 =𝑉

𝑖

Unidades de medida: 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑖𝑜

𝐴𝑚𝑎𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜= 𝑂ℎ𝑚𝑖𝑜 (Ω)

En honor al física Alemán: George Ohm (1789 1854)

Para la mayoría de los materiales la resistencia es constante en un rango de voltajes. Se dice

que un resistor que presenta resistencia constante obedece a la ley de Ohm.

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ASIGNATURA: FISICA III

LEY DE OHM

V

𝑉 = 𝑖𝑅

Pendiente = 𝑉

𝑖

. i FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTENCIA.

En el nivel atómico, la resistencia aparece cuando los electrones entran en colisión con los

átomos que constituyen el material. Así, la resistencia depende parcialmente del tipo de

material del que se compone el objeto. Sin embargo, los factores geométricos también

influyen en la resistencia de un objeto. En resumen, la resistencia de un objeto de sección

transversal uniforme, como un tramo de alambre, depende de cuatro propiedades: el tipo de

material, su longitud, y su área transversal su temperatura.

RESISTIVIDAD

La resistencia de un objeto está determinada parcialmente por las propiedades atómicas del

material que lo constituye, descritas cuantitativamente por la resistividad (ρ) del material.

La resistencia de un objeto de sección transversal uniforme está dada por:

𝑅 = 𝜌 𝐿

𝐴 Las unidades de la resistividad en el SI son: ohm-metro (Ω.m)

Para muchos materiales, especialmente los metales, la dependencia de la resistividad con

respecto a la temperatura es casi lineal si el cambio de temperatura no es demasiado grande.

Esto es, la resistividad a una temperatura T después de un cambio de temperatura

ΔT = T-T0 está dada por:

. ρ = ρ0 (1+α ΔT) Variación de la resistividad por la temperatura

La resistencia es directamente proporcional a la resistividad. Esto significa que la

resistencia de un objeto presenta la misma dependencia con respecto a la temperatura que la

resistividad. La resistencia de un objeto de sección transversal uniforme varía en función

de la temperatura:

R = R0 (1+α ΔT) Variación de la resistencia con la temperatura

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RESISTIVIDADES (a 200) Y COEFICIENTES DE TEMPERATURA DE LA

RESISTIVIDAD

. ρ(Ω.𝑚) α(1/C0) ρ(Ω.𝑚) α(1/C

0)

POTENCIA ELECTRICA

Cuando en un circuito existe una corriente sostenida, los electrones reciben energía de la

fuente de voltaje, por ejemplo, de una batería. Conforme esos portadores de carga pasa por

componentes del circuito, entran en colisión con los átomos del material (es decir

encuentran resistencia) y pierden energía. La energía transferida en las colisiones da por

resultado un incremento en la temperatura de los componentes. De esta manera, la energía

eléctrica se transforma, por lo menos parcialmente, en energía térmica.

La potencia eléctrica P es la tasa a la que una batería efectúa trabajo, o la tasa a la que se

transfiere energía a un elemento del circuito. La entrega de potencia a un ele3mento de un

circuito depende de la resistencia del elemento, de la corriente en él y del voltaje que se le

aplica. La potencia eléctrica se expresa de tres maneras equivalentes.

𝑃 = 𝑖𝑉 𝑃 =𝑉2

𝑅 𝑃 = 𝑖2𝑅

Tu último error es tu mejor maestro. (Ralph Nader)