Corriente eléctrica1. Diferencia de potencial eléctrico

2. Intensidad de corriente. Velocidad de deriva

3. Resistencia. Ley de Ohm

4. Efecto Joule

5. Circuitos en serie y paralelo. Leyes de Kirchhoff

6. Instrumentos de medida

7. Celdas eléctricas. Fuerza electromotriz

Patricio Gómez Lesarri

Objetivos1. Identificar los portadores de carga de un metal

2. Determinar la velocidad de deriva de los electrones en un metal

3. Definir intensidad de corriente eléctrica, diferencia de potencial y resistencia

4. Enunciar la ley de Ohm: comparar conductores óhmicos y no óhmicos

5. Definir fuerza electromotriz y resistencia interna

6. Combinar resistencias en serie y paralelo

7. Describir el uso de voltímetros y amperímetros ideales y no ideales

8. Describir usos prácticos de los divisores de potencial

9. Resolver problemas de circuitos eléctricos y aplicar las leyes de Kirchhoff

10. Describir la descarga de una celda electroquímica

11. Determinar la resistencia interna experimental

12. Investigar los factores que afectan a la resistencia

1. Corriente eléctrica

Corriente eléctrica: movimiento ordenado de cargas

Portadores de carga en metales: movimiento aleatorio

Dieléctricos: ruptura eléctrica

1. Diferencia de potencial

Diferencia de potencial

Equivalencia con la diferencia de altura

Voltio eV

dV = −E.d

r

2. Intensidad de corriente

Carga eléctrica que atraviesa la superficie transversal de un conductor por unidad de tiempo

Sentido: movimiento de carga positiva

Equivalencia: velocidad del flujo de cargas

Amperio

I = dqdt

2. Velocidad de deriva Velocidad de deriva (desplazamiento) velocidad media de los

electrones en un campo eléctricoI = n.S.v.e

3. ResistenciaMedida de la dificultad con

la que se mueve las cargas eléctricas (ohmios, Ω)

Proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la sección

Resistividad: ohmios.m

Conductores vs. aislantes

R = ∆VI

R = ρ lS

3. ConductividadMedida de la facilidad con

la que se mueven las cargas eléctricas en un medio

Inversa de la resistividad

Depende de la concentración y de la temperatura

σ = 1ρ S.m−1 = Ω−1.m−1

3. Ley de Ohm (1826)

“La resistencia de un metal a temperatura constante es fija”

La diferencia de potencial es proporcional a la intensidad

Conductores óhmicos / no óhmicos

R = ∆VI

= cons tan te J = σ .E

3. Conductores óhmicos

Óhmicos o lineales: resistencia constante

Conductores: resistencia aumenta con la temperatura

Materiales semiconductores: disminuye con la temperatura

Curva característica

4. Efecto Joule

Energía disipada en forma de calor en una resistencia

P =V.I = R.I 2

5. Asociaciones de resistencias

Resistencias en serie

Resistencias en paralelo

Req = Ri∑

1

Req= 1

Ri∑

5. Leyes de Kirchhoff (1845)Ley de los nodos: la suma de

todas las intensidades de un nodo es nula

Principio de conservación de la carga

I = 0∑

5. Leyes de Kirchhoff

Ley de las mallas: en cualquier malla, la suma de las fem es igual a la suma de las diferencias de potencial de cada elemento del circuito

∑ ∑= IR.ε

6. Voltímetro

Instrumento de medida de diferencia de potencial

Conexión en paralelo

Resistencia infinita (ideal)

6. Amperímetro

Instrumento de medida de intensidad de corriente

Conexión en serie

Resistencia nula (ideal)

6. Fotorresistencia (LDR)

Dispositivo con resistencia dependiente de la luz

Resistencia nula al incidir luz y máxima en oscuridad (50 Ω-1 MΩ)

CdS: electrones saltan a la banda de conducción

6. Termistor

Dispositivo con resistencia dependiente de la temperatura

NTC: negative temperature coefficient

PTC: positive temperature coefficient

6. Divisor de tensión (potenciómetro)

Dispositivo que reduce la diferencia de potencial de un sensor

7. Celdas electroquímicas Dispositivo que transforma

energía química en eléctrica

Celdas primarias: no se recargan: Leclanché (1886): Zn /

MnO2, alcalinas

Celdas secundarias: recargables: Ni / MH, Litio

7. Capacidad de una celdaCantidad de carga

disponible en una celda

mA.h; A.h

El voltaje inicial es mayor que el etiquetado

Fase de meseta

Caída final intensa

7. Circuitos eléctricos: f.e.m.

Energía por unidad de carga suministrada por un generador al circuito

ε = rI +RI

∆V =ε − rI