Electricidad y Magnetismo: Conceptos Esenciales
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Fenómenos Eléctricos
Un núcleo constituido por protones (partículas cargadas con electricidad positiva) y neutrones (partículas sin carga eléctrica) concentra prácticamente toda la masa del átomo. Alrededor del núcleo, y muy separados de este, giran los electrones (partículas cargadas negativamente).
Se dice que un átomo está cargado negativamente (ionizado) cuando se le añaden electrones; si pierde electrones, se carga positivamente.
Carga Eléctrica
Se denomina carga eléctrica a la cantidad de electricidad en un cuerpo, entendiendo por esto el exceso o defecto de electrones que posee.
Electromagnetismo
La aparición de manifestaciones tales como la atracción entre el hierro y otros metales férricos se llama magnetismo.
Corriente Eléctrica
Para cuantificar la corriente eléctrica se utiliza una magnitud llamada intensidad de corriente eléctrica, definida como la cantidad de cargas eléctricas que circulan por un conductor en la unidad de tiempo.
Densidad de Corriente
Se define como el cociente entre la intensidad y la sección, se representa mediante la letra J.
Diferencia de Potencial y Fuerza Electromotriz
A la causa que genera el desequilibrio de cargas dentro del generador se la llama fuerza electromotriz.
La diferencia de potencial es el trabajo realizado por unidad de carga cuando se desplaza entre dos puntos de un circuito. La diferencia de potencial se representa con la letra U.
El potencial en un punto de un circuito se define como la diferencia de potencial entre dicho punto y otro del circuito tomado como referencia, de tensión 0V, llamado masa.
Clases de Corriente Eléctrica
- Continua: Siempre al mismo nivel.
- Pulsatoria: Va por pulsos por tiempos.
- Alterna: Va alternando los valores.
Resistencia Eléctrica
La resistencia eléctrica se define como la oposición de un cuerpo a ser recorrido por la corriente eléctrica.
Un material se dice que es conductor cuando permite el paso de la corriente eléctrica con relativa facilidad, ya que incluso los conductores presentan resistencia.
Un material se dice que es semiconductor cuando su resistencia es relativamente alta, pero conduce bajo ciertas condiciones.
Un material es un aislante cuando su resistencia es tan alta que no permite el paso de la corriente eléctrica.
La unidad de medida de resistencia eléctrica es el ohmio, se representa por la letra griega omega (Ω). La medición de la resistencia se realiza con el ohmímetro.
Conductancia
La conductancia es la mayor o menor facilidad ofrecida por un conductor al paso de la corriente eléctrica. Se representa por la letra G. La unidad de la conductancia es el siemens (S).
Variación de la Resistencia con la Temperatura
La resistencia de un conductor varía cuando varía su temperatura.
Ley de Ohm
La proporción entre la tensión aplicada a un circuito y la intensidad de la corriente eléctrica que por él circula es constante. U / I = R
La intensidad de la corriente que recorre un circuito eléctrico depende directamente de la tensión aplicada al circuito e inversamente de la resistencia que opone el circuito. I = U / R ; U = I * R
Energía
La unidad de la energía eléctrica es el julio (J). La energía se representa con la letra W. W = Q * U
Potencia
A la energía consumida en la unidad de tiempo se le denomina potencia, su unidad es el vatio (W), que se representa mediante la W. P = W / t. Para medir potencia se usa el vatímetro.
Efecto Joule
Se denomina efecto Joule al calentamiento producido en un conductor cuando es recorrido por una corriente eléctrica. Es una transformación de la energía eléctrica en energía calorífica. La unidad del calor es la caloría (cal).
Leyes de Kirchhoff
Nudo: Todo punto de un circuito donde se unen tres o más conductores.
Rama: Aquel trozo de conductor, incluidos los componentes situados en él.
Malla: Todo camino cerrado que puede ser recorrido en un circuito sin pasar dos veces por un mismo punto.
La suma de las intensidades de las corrientes que entran es igual a la suma de las intensidades de las corrientes que salen del nudo.