Formulario Completo de Electromagnetismo y Circuitos Eléctricos
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Formulario Esencial de Electromagnetismo y Circuitos Eléctricos
Este documento presenta una recopilación de las fórmulas y conceptos fundamentales en los campos del electromagnetismo y los circuitos eléctricos. Es una referencia rápida para estudiantes y profesionales que necesiten consultar las relaciones clave entre magnitudes físicas.
Electromagnetismo: Campos y Fuerzas
Intensidad del Campo Magnético en un Solenoide
La intensidad del campo magnético B dentro de un solenoide se calcula como:
B = μ · I · N / LDonde: μ es la permeabilidad magnética del medio, I es la intensidad de corriente, N es el número de espiras y L es la longitud del solenoide.
Intensidad del Campo Magnético en una Bobina Circular
Para una bobina circular, la intensidad del campo magnético B en su centro es:
B = μ · I · N / (2R)Donde: μ es la permeabilidad magnética, I es la intensidad de corriente, N es el número de espiras y R es el radio de la bobina.
Intensidad del Campo Magnético de un Conductor Rectilíneo Infinito
La intensidad del campo magnético B a una distancia a de un conductor rectilíneo infinito con corriente es:
B = μ · I / (2π · a)Donde: μ es la permeabilidad magnética, I es la intensidad de corriente y a es la distancia perpendicular al conductor.
Fuerza Magnética sobre un Conductor Rectilíneo con Corriente
La fuerza F que ejerce un campo magnético B sobre un conductor rectilíneo de longitud L por el que circula una corriente I es:
F = I · L · B · sen(x)Donde: x es el ángulo entre la dirección de la corriente y el vector campo magnético.
Fuerza Magnética sobre una Carga en Movimiento
La fuerza F que ejerce un campo magnético B sobre una carga Q que se mueve con velocidad v es:
F = Q · v · B · sen(x)Donde: x es el ángulo entre la dirección de la velocidad y el vector campo magnético.
Electrostática y Energía Eléctrica
Trabajo Eléctrico
El trabajo W realizado por una fuerza eléctrica al mover una carga Q₂ desde una posición R₁ a R₂ en presencia de una carga Q₁ es:
W = K · Q₁ · Q₂ · (1/R₂ - 1/R₁)Donde: K es la constante de Coulomb.
Energía Potencial Eléctrica
La energía potencial eléctrica Ep entre dos cargas puntuales Q₁ y Q₂ separadas por una distancia r es:
Ep = K · Q₁ · Q₂ / rDonde: K es la constante de Coulomb.
Potencial Eléctrico
El potencial eléctrico V a una distancia r de una carga puntual Q es:
V = K · Q / rDonde: K es la constante de Coulomb.
Energía Almacenada en un Condensador
La energía E almacenada en un condensador con capacitancia C y una tensión V entre sus placas es:
E = 1/2 · C · V²Capacitancia de un Condensador
La relación entre la carga Q almacenada en un condensador, su capacitancia C y la tensión V aplicada es:
Q = C · VDe esta relación se define la capacitancia como C = Q/V.
Circuitos de Corriente Alterna (CA)
Número de Espiras (Contexto Específico)
Una relación para el número de espiras N, posiblemente en el contexto de máquinas eléctricas con delgas (segmentos de conmutador), es:
N = NDelgas / 2Nota: Esta fórmula es muy específica y su aplicación depende del contexto exacto de la máquina o sistema al que se refiera.
Impedancia en Circuitos CA
La impedancia total Z en un circuito de corriente alterna con resistencia R, reactancia inductiva XL y reactancia capacitiva XC es:
Z = √(R² + (XL - XC)²)Reactancia Inductiva (Bobina)
La reactancia inductiva XL de una bobina con inductancia L en un circuito de frecuencia f es:
XL = 2π · f · LReactancia Capacitiva (Condensador)
La reactancia capacitiva XC de un condensador con capacitancia C en un circuito de frecuencia f es:
XC = 1 / (2π · f · C)Comportamiento en Circuitos Capacitivos
En un circuito puramente capacitivo, la intensidad de corriente adelanta a la tensión en 90 grados.
Comportamiento en Circuitos Inductivos
En un circuito puramente inductivo, la tensión adelanta a la intensidad de corriente en 90 grados.