Potencial eléctrico y corriente eléctrica: conceptos y aplicaciones

Potencial eléctrico

Se llama potencial eléctrico en un punto del campo eléctrico el trabajo necesario para transportar la unidad de carga positiva desde fuera del campo hasta dicho punto.

Unidad del potencial eléctrico

El voltio se define como la diferencia de potencial entre 2 puntos en un campo eléctrico, cuando un agente externo realiza el trabajo de un joule para transportar la carga de un coulomb en 3 dichos puntos.

Potencial eléctrico creado por varias cargas

Para calcular el potencial resultante creado por varias cargas puntuales en un punto dado, solo se necesita calcular por separado cada uno de los potenciales para luego sumarlo algebraicamente.

Energía eléctrica

O ley de Joule, su efecto consiste en el proceso de transformación en energía térmica en una resistencia por la que circula una corriente eléctrica.

Superficies equipotenciales

Se le suma a cualquier superficie que contiene una distribución contraria de puntos que se encuentran en el mismo potencial eléctrico la diferencia de potencial. En este tipo de superficie siempre será cero.

El electrovoltio

Es una unidad de energía vacía en la física, química y nuclear y se define como la energía que un electrovoltio gana al moverse.

Diferencia de potencial entre 2 puntos

Se le llama diferencia de potencial entre 2 puntos (A y B) de un campo eléctrico al trabajo por unidad de carga que tiene que realizar un agente externo para llevar la unidad de carga A hasta el punto B sin que cambie la energía cinética.

Potencia debido a una carga puntual

Una carga puntual produce alrededor de ella y en cada punto del espacio un potencial eléctrico.

Energía potencial electrostática

La energía potencial electrostática de un sistema de cargas puntuales es el trabajo necesario para trasladar las cargas desde una separación infinita hasta sus posiciones finales sin aceleración.

Faraday

Se define como la capacidad de un condensador que adquiere la carga de un coulomb cuando se le aplica la diferencia de un voltio.

Resistencia dieléctrica

Es igual al campo eléctrico máximo que puede existir en un dieléctrico sin ruptura eléctrica.

Teoría general de la corriente eléctrica

Es el movimiento ordenado y permanente de las partículas cargadas en un conductor bajo la influencia de un campo eléctrico. Se escoge por convención que el sentido de la corriente eléctrica es el sentido en el cual fluyen las cargas positivas, aun cuando, los portadores de carga son los electrones.

Efectos de la corriente eléctrica

La corriente eléctrica es de gran importancia y utilidad por el conjunto de efectos que produce en los conductores. Entre los efectos tenemos térmicos, químicos, magnéticos y luminosos.

Ampere

Es la corriente que circula por la sección transversal del conductor y atraviesa la carga de 1 coulomb en 1 segundo.

Tipos de corriente eléctrica

1) Corriente continua: es aquella en la cual las cargas eléctricas dentro de un conductor se desplazan en un solo sentido.

2) Corriente alterna: es aquella cuyas cargas eléctricas dentro de un conductor circulan en 1 u otro sentido, la corriente que llega a nuestros hogares a través del tendido eléctrico.

Aparatos de medición

1) Amperímetro: instrumento utilizado para medir la intensidad de la corriente de un circuito, por estar razón se debe de conectar en serie con el circuito.

2) Voltímetro: instrumento utilizado para medir la diferencia de potencial entre 2 puntos de un circuito.

Ley de Ohm

Esta ley es llamada así en honor al físico alemán George Simon Ohm. Su descubrimiento ya enunciado es "la resistencia de un conductor es proporcional a la diferencia de potencial aplicada en sus extremos e inversamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula en él".

Limitaciones de la ley de Ohm

1) Solo es válida para conductores sólidos.

2) Es aplicable en corriente continua.

3) Es preciso tener en cuenta el calentamiento de los circuitos, pues estos al variar la temperatura alteran la resistencia eléctrica.

4) No se cumple en rectificadores ni amplificadores.

Factores dependientes de la resistencia

1) La resistencia es directamente proporcional a la longitud del conductor.

2) La resistencia es inversamente proporcional al área del conductor.

Resistencia vs. temperatura

La resistencia de los conductores metálicos es producto de los choques de los portadores de carga dentro del conductor. Al chocar, estos pierden velocidad y energía, pero el campo eléctrico dentro del conductor les hace recuperar la velocidad. Esta energía del campo gastada en lograr que los portadores de carga recuperen energía hace que el conductor aumente su temperatura debido al aumento de vibración de un conductor.