Física Sra. Nyurka Castro 1 3 2 Electricidad Física Sra. Nyurka Castro

Carga eléctrica y electricidad estática Tema 1 Paginas 158 - 165

Cargas Eléctricas Toda la materia esta formada por átomos. Los átomos están formados por partículas cargadas eléctricamente. Los protones están cargados eclécticamente positivos. Los electrones están cargados eléctricamente negativos. Las cargas eléctricas iguales experimentan fuerzas de repulsión. Las cargas eléctricas diferentes experimentan fuerzas de atracción. La interacción entre cargas eléctricas se conoce como electricidad.

Cargas Eléctricas Los átomos pueden perder o ganar electrones transfiriendo electrones de un objeto a otro. Cuando esto ocurre, la distribución uniforme de electrones y protones en cada objeto, deja de existir. Un objeto que gana electrones adopta una carga eléctrica negativa. Un objeto que pierde electrones adopta una carga positiva. La fuerza entre dos cuerpos cargados eléctricamente se denomina fuerza eléctrica. Electricidad estática – acumulación de cargas eléctricas en un cuerpo. Carga eléctrica en reposo en un cuerpo.

Cargas Eléctricas Ley de conservación de cargas de electrones Las cargas eléctricas no se crean ni se destruyen. Esto significa que un objeto no se puede cargar mediante destrucción o creación de sus propios electrones. Si un objeto pierde electrones, otro objeto debe aceptarlos. Métodos por los cuales las cargas se pueden redistribuir y así acumular electricidad estática: Fricción Conducción Inducción Polarización

Cargas Eléctricas Fricción – transferencia de electrones al frotarse un cuerpo no cargado con otro no cargado.

Cargas Eléctricas Conducción – es la transferencia de electrones de un objeto a otro por contacto directo. Inducción – es la redistribución de las cargas de un cuerpo haciendo uso del campo eléctrico de otro, sin hacer contacto con el objeto. Ejemplo – Metales

Cargas Eléctricas Polarización – proceso por el cual un campo eléctrico externo atrae o repele a los electrones y hace que se muevan dentro de sus átomos.

Cargas Eléctricas Ni en la inducción, ni en la polarización se transfieren las cargas entre objetos. Por lo tanto ninguno de estos procesos cambia la carga total de los objetos. Descarga eléctrica Es la perdida de electricidad estática en un cuerpo cuando las cargas eléctricas se transfieren de un cuerpo a otro. Hay descargas eléctricas lentas y otras más rápidas producen una chispa. Los electrones en movimiento pueden calentar el aire a su alrededor y provocar un resplandor en el aire. Esto ocurre más frecuentemente cuando el aire esta seco.

Cargas Eléctricas Los rayos son descargas eléctricas. Usualmente durante las tronadas el aire sopla. Las gotas de agua que se encuentran dentro de las nubes se cargan eléctricamente. Los electrones se trasladan desde áreas con carga negativa hacia áreas con carga positiva y generan una chispa intensa llamada rayo. Los rayos liberan una gran cantidad de energía eléctrica, pero esta energía eléctrica no fluye continuamente.

Corriente eléctrica Tema 2 Paginas 166 - 173

Corriente eléctrica Es el flujo continuo de cargas eléctricas que pasa por un punto dado en un segundo. Unidad para medir la cantidad de carga eléctrica - Coulomb (C) Tipos de corriente eléctrica: Corriente directa (DC) – las cargas siempre fluyen en la misma dirección. Corriente alterna (AC) – las cargas cambian de dirección a la dirección opuesta, cada cierto número de veces en un segundo.

Corriente eléctrica La corriente de una batería es directa (DC), mientras la corriente de los enchufes de tu casa son alterno (AC). Los enchufes de tu casa son 120 AC, que significa que cambia de dirección 120 veces en un segundo. La cantidad de cargas eléctricas que pasan a través de un cable durante un determinado tiempo (un segundo) es la intensidad de la corriente eléctrica (I) Unidad para medir corriente eléctrica es AMPERIO (Ampere- en inglés, símbolo – A) A = flujo de carga eléctrica de un Coulomb en un segundo en un punto determinado. 1 A = 1C/s

Corriente eléctrica Amperímetro – instrumento que se utiliza para medir corriente eléctrica. La intensidad de la corriente eléctrica (I)se puede calcular: I = carga eléctrica en Coulomb/tiempo en segundos I = Q/t Ejemplo: ¿Cuál es la I en un conductor por el que pasan 20 C en 4 s? Q = 20 C t = 4 s I = 20 C / 4 s I = 5 C/s = 5 A

Corriente eléctrica Practica: ¿Cuánta corriente pasa por un conductor por el que se mueven 30 C en 7 s? En un conductor pasan 55 C en 6 s. ¿Cuál será la intensidad de la corriente?

Corriente eléctrica Tipos de materiales: Voltaje - V Conductor – permite fácilmente que las cargas fluyan. Ejemplo de conductores – metales Aislantes – no permiten fácilmente que las cargas fluyan. Ejemplo de aislantes – goma, vidrio, la madera y el plástico. Voltaje - V Es la diferencia en el potencial eléctrico que hay entre dos áreas del circuito. Mide la cantidad de trabajo que se necesita para mover una carga entre dos puntos. 1 V = J/C Es la energía en Julios por cada Coulomb de carga. Voltímetro – instrumento que mide el voltaje. Mientras mayor sea el voltaje, mayor es la corriente.

Corriente eléctrica Potencia eléctrica (P) Es la razón a la cual la energía eléctrica se transforma en otras formas de energía. Ejemplo – las bombillas transforman la energía eléctrica en energía lumínica y la plancha transforma la energía eléctrica en energía termal. Potencia se calcula multiplicando el Voltaje por la Corriente. P = (V) (I) Unidad de P – Vatios (Watts) = 1 J/s Ejemplo: Una batería de 6 V le suple 0.5 A a un motor. Cual es la P que genera el motor? V = 6 V I = 0.5 A P = _____________ P = (V) (I) = (6 J/C) (0.5 C/s) = 3 J/s = 3 Watts Ojo se cancelan los C

Corriente eléctrica Practica Una batería de un automóvil de 12 V hace que fluya una corriente de 1.95 A por una bombilla. ¿Cuánta potencia consume esta? La corriente que pasa por una tostadora es de 8.0 A. Si la tostadora esta conectada a una fuente de 120 V, ¿cuánta potencia consume?

Corriente eléctrica Resistencia - R Es la medida de la dificultad de una carga eléctrica para fluir por un cuerpo. A mayor resistencia, menor corriente. Unidad – Ohmio (Ω) Factores que determinan la resistencia de un objeto: Diámetro – a mayor diámetro, menor resistencia. Longitud – a menor longitud, menor resistencia. Material – conductores tienen menor resistencia. Temperatura – a menor temperatura, menor resistencia.

Corriente eléctrica Existen dos maneras de conectar las resistencias: En serie – se conectan una seguida a la otra, por lo cual hay un solo camino para recorrer para la corriente pasar por el circuito. Para calcular la resistencia total de varias resistencias en serie, se suman las resistencias: R = R1 + R2 +R3 En paralelo – se conectan de manera paralelas, ahora la corriente tiene varios camino que recorrer. Para calcular la resistencia total de varias resistencias en paralelo, se suman los recíprocos de sus resistencias, para obtener el valor reciproco a la resistencia final: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

Corriente eléctrica

Corriente eléctrica Circuitos mixtos 9/17/2018

Circuitos eléctricos Tema 3 Paginas 174 - 181

Circuitos eléctricos Circuito eléctrico – es un trayecto completo y continuo a través del cual pueden fluir las cargas eléctricas. Ley de Ohm Siglo XIX Físico alemán – Georg Ohm Midió la resistencia de varios materiales. Descubrió que la I (corriente eléctrica), el V (voltaje) y la R (resistencia) de un circuito se relacionan de la misma manera

Circuitos eléctricos I (A) Observó las diferentes I que resultaban de de los distintos V que le aplicaba. I (A) V (V) Conclusión: El V es proporcional a la I.

Circuitos eléctricos También estableció que la relación entre V y I es la resistencia del material. I(A) R (Ώ) Conclusión: La R es inversamente proporcional a la I.

Circuitos eléctricos Ecuaciones matemáticas: R = V/I donde V es proporcional a R I es inversamente proporcional a R Esta ecuación Ohm le llamó la LEY DE OHM

Aplicación matemática Ejemplo: ¿Cuál es el V si la corriente es 2 A y la resistencia es 2 Ώ? Datos: I = 2 A R = 2 Ώ Formula: V = I x R V = (2 A) (2Ώ) V = 4 V 9/17/2018

Aplicación matemática Halla el voltaje si la corriente es 0.2 A y la resistencia es 2 Ώ. La resistencia de un objeto es de 0.4 Ώ, si la corriente en el objeto es 9 A, ¿qué voltaje debe usarse? Halla la corriente que se genera cuando se aplica un voltaje de 60 V a una resistencia de 15 Ώ. ¿Cuál es la resistencia de un objeto si un voltaje de 40 V genera una corriente de 5A? 9/17/2018

Símbolos Circuitos eléctricos Partes de un circuito eléctrico: Fuente de energía - baterías, generadores, celdas, fotoceldas o termopares Cables – buenos conductores, baja resistencia Carga – aparatos eléctricos – focos, radios, TV y motores. Interruptor – enciende y apaga el circuito

Circuitos eléctricos Dibuja los circuitos en símbolo. Cargas Interruptor Cables Fuente de energía

Circuitos eléctricos Identifica el tipo de circuito: 9/17/2018

Energía eléctrica Tema 4 Paginas 182 - 184

Medir y calcular la energía eléctrica En una casa o negocio el consumo de energía eléctrica se mide con un contador, el cual le pertenece a AEE. Se calcula: Energía eléctrica = (potencia)(tiempo) E = (P)(t) Unidades de E = Kilovatios-hora (kWh)

Medir y calcular la energía eléctrica Ejemplo Una lavadora funciona con una corriente de 9 A y en un circuito de 120 V, durante 2 horas. Calcula el total de KWh Datos: I = 9 A V = 120 V t = 2 h E = ______ E = (P)(t) Pero P no la tenemos, pero sabemos que P = (V)(I) P = (120 V) (9 A) = 1,080 Watts 1,080 Watts = 1.080 kW Ahora podemos calcular E E = (1.080kW)(2h) E = 2.160 kWh

Medir y calcular la energía eléctrica Practica: Una estufa funciona en una corriente de 12 A, en un circuito de 220 V y durante 6 h. Busca los KWh que consume. ¿Cuánta E que consume una bombilla de 75 Watts si esta encendida por 12 h?

Repaso y ejercicios de practica

Repaso de formulas y unidades Para calcular: La formula es: Unidades Intensidad de corriente eléctrica (I) I = Q/t Amperes (A) = C/s Voltaje (V) ------- Voltios (V) = J/C Potencia eléctrica (P) P = (V)(I) Watts o Vatios = J/s Ley de Ohm - I I = V/R Amperes (A) Ley de Ohm - V V = (I)(R) Voltios (V) Ley de Ohm - R R = V/I Ohmio - Ω Energía eléctrica = E E = (P)(t) kWh

Practica General Busca la intensidad de la corriente eléctrica en un conductor por el que pasan 12 C en 3 s. La corriente que pasa por una secadora de ropa es de 15 A. Si la secadora esta conectada a un fuente de 120 V, ¿cuánta potencia consume? Un resistor de 16 Ω se conecta a una fuente de 120V, ¿cuánta corriente fluye por el resistor? Un radio utiliza una corriente de 0.6A cuando se conecta a una fuente de 120V. ¿Cuál es la resistencia del radio? Al conectar una Resistencia de 60Ω en una bacteria, fluye una corriente de 0.4A. ¿Cuál es el voltaje de la batería?

FIN EXAMEN PRONTO 9/17/2018