3. Korronte elektrikoa

1.Sarrera

Korronte elektrikoa: kargen higidura.

Partikula kargatuek abiadura limite bat daukate (eroaleraren barneko frikzio-indarrengatik) korrontea egoera egonkor batera iristen dela esaten dugu.

Korronte elektriko motak:1. Metaletan: bakarrik mugitzen dira karga negatiboak (e-) eremuaren kontrako noranzkoan.

2. Disoluzio elektrolitikoak edo deskargaz ionizatutako gasetan: karga positibo zein negatiboak higitu.

3. Objektu kargatu baten higidura: karga akumulazioa (materiala ez neutroa).

karga akumulaziorik ez

(materiala neutro)

Demagun S sekzioa duen zilindro bat bat uniformea duena:

Korronte elektrikoa neurtzen duen magnitudea: Intentsitatea

2.Korronte elektrikoaren intentsitatea eta dentsitatea

Magnitude eskalarra (POSITIBO edo NEGATIBOA)

dQI

dt Karga kopurua denbora unitateko

Unitatea: A (Amperioa)

0I 0I

- - - -Intentsitatearen zeinua karga positiboen higiduraren araberakoa.

Beste magnitude garrantzitsu bat: Korronte dentsitatea

J

Magnitude bektoriala

Unitatea: A/m2

Norabidea eta noranzkoa: karga positiboen noranzkoaModulua: karga kantitatea denbora eta azalera unitateko (azalera norabidearen perpendikularra izanik)

Jv

vdt

I

S

J

Orduan: I = JS

Orokorrean…

S

I J dS

2. Korronte elektrikoaren intentsitatea eta dentsitatea

Hau, karga-eramaileen dentsitatea eta abiadurarekin erlazionatu daiteke:

Jv

vdt

I

SN karga-eramaile dauzkagu

dNn

dV karga-eramaileen

dentsitatea

dV = S·vdt dN = n·dV = n·S·vdt

Gainera, eramaile bakoitzak q karga badauka: dQ = q dN

Beraz intentsitatea:

eta korronte-dentsitatea:

ADIBIDEA: Karga eramaleen arrastre-abiadura

3.Kargaren kontserbazioa: Jarraitutasunaren ekuazioaOinarrizko postulatua: KARGAREN KONTSERBAZIOA.

Edozein sistema isolatutan (beste batekin kargarik trukatzen ez duena) karga

totalak konstante dirau.

Demagun S gainazal itxi bat, barruan Q karga netoa duena:

QJ dS

t

denbora unitatean gainazal bat

zeharkatzen duen karga

Jarraitutasun ekuazioa

Ikasgai honetan: korronte egonkorrak soilik aztertuko ditugu karga galerarik ez irabazkinik gabe I = kte

4.Ohm-en legeaEroale baten gainean E karga eramaileak azeleratu (baina marruskadura indarra ere) abiadura limite bateraino soilik azeleratu.

Ohm-tar deituriko materialetan:

J E

E J

non eroankortasuna.

non ρ erresistibitatea.

eta ρ materialaren menpekoak dira soilik

Badira material batzuk (Hg, Al, St) tenperatura jakin batetik behera (Tkritikoa ) ρ = 0 korronteak, eremu elektrikorik gabe, irauten du: SUPERKONDUKTIBITATEA.

E J

ekuaziotik ΔV eta I-ren arteko erlazioa ondoriozta daiteke: V RI

Erresistentzia elektrikoa: zirkuituak kargen higidurari

eragiten dien oposizioa adierazi.Unitatea: Ω (Ohm)

V

malda = R

V RI

4.Ohm-en legea

Eroale baten erresistentzia (R) geometria eta erresistibitatearen menpekoa da.

Demagun eroale zilindriko bat (S, L eta ρ):

S

A

L

B

E

J

A BV V V Eremu elektrikoa E bada:

eta korronte-dentsitatea:

V EL

I JS

V RI V EL LR

I JS S

Zirkuituetan sinboloa erabili erresistentziarentzat.

Seriean:............

R1 R2 R3 RN

A B1 2 3 n

Paraleloan:..............

5.Joulen legeaKarga eramaileen eta ingurunearen artean interakzioa frikzio-indarra eramaileen energia zati bat transferitzen da materialaren barne energia handitu Tenperatura

igo.Joule Efektua

(beroketa efektua korronte batengatik)

Laburbilduz: ENERGIA DISIPAZIOA BEROKETA JOULE EFEKTUA

Karga eramaileak denbora unitateko disipatzen du. odwF v q E v

dt

eramaileak emandako energia

eramailearen karga eta abiadura

Beraz, denbora unitateko eta bolumen unitateko:

odwdwn

dt dt = nqEv = JE Disipatutako potentzia bolumen unitateko

eramaile kopurua bolumen unitateko

Disipatutako potentzia totala: Pdis = J E V = J E S L = I V

V = RI denez2( )V

R

Pdis = I 2 R =

JOULEREN LEGEA

6. Indar ElektroeragileaEroale batean korrontea mantentzeko Dispositibo batek energia eman behar.

ITURRI edo GENERADORE ELEKTRIKO

E

E

E

'E

E

A B Eremu elektrikoa eusten du kable eroalean zehar

ΔV=kte mantendu.

E kontserbakorra da

E’ ez da kontserbakorra: 'A

B

E dl

Idar elektroeragilea, iee: iturri elektrikoak zeharkatzen duten karga eramaileei ematen dien karga unitateko energia.

Generadore ideala:

Generadore erreala:

+ - Efektu disipatiborik ez = ΔV B AV V IR

Efektu disipatiboak ε ≠ ΔV Barne erresitentzia bat dagoelako br

B A bV V r I

6. Indar elektroeragilea

2 erab B A bP I V V I r I

erabP I

Generadoreak emandako potentzia

Generadore ideala:

Generadore erreala:

7. Ohm-en Lege Orokortua

i i ii i

V R I

R1

R2

1

2

3

I

B

A

Adibidea:

Intentsitatearen (I) eta iee-aren (ε) zeinua zehazteko, bidearen noranzkoa definitu behar dugu:

I eta ε > 0 baldin bidearen noranzko berdina.

I eta ε < 0 baldin bidearen aurkako noranzkoa.

8. Kirchoff-en Legeak1. Korapiloen legea:

2. Sareen legea:

I1

I2

I3

Korapilo batera iristen diren intentsitateen batukaria zero da:

I1 + I2 - I3 = 0 I3= I1+ I2

R1

I

Erresistentzia bider intentsitateen batukaria eta indar elektroeragileen batukaria berdinak dira zirkuituko edozein ibilbide itxitan:

i i iR I

Ohm-en legearen ondorio zuzena da: Ibilbide itxi batetan V = 0V = IR – ε IR = ε

3V 1V2V

3 1

2Adibidea: