Física · Tema 2

Electrodinámica

Repaso de la unidad 2. Ahora las cargas se mueven: corriente, resistencia, la ley de Ohm y cómo se resuelven los circuitos.

Corriente eléctrica

Es carga en movimiento. Se mide cuánta carga pasa cada segundo:

I = \frac{q}{t} \qquad [\text{A}] = \frac{\text{C}}{\text{s}}

Continua (cc)

Va siempre en el mismo sentido. Pilas y baterías.

Alterna (ca)

Cambia de sentido muchas veces por segundo. El enchufe de tu casa.

Efectos de la corriente

Térmico y luminoso (foco, plancha) · magnético (electroimán) · químico (electrólisis) · mecánico (motor) · sonoro (parlante).

Resistencia, Pouillet y Ohm

La resistencia es cuánto le cuesta a la corriente pasar. Se mide en ohmios (Ω).

Ley de Pouillet

R = \rho\,\frac{L}{S}

Más largo, más resistencia. Más grueso, menos.

Ley de Ohm

V = I\cdot R

Más voltaje, más corriente.

Ver ejemplo · ley de Ohm y potencia

Una resistencia de $4\ \Omega$ se conecta a $12\ \text{V}$ . Halla la corriente y la potencia.

Corriente
$I = \frac{V}{R} = \frac{12}{4} = 3\ \text{A}$
Potencia
$P = V\cdot I = 12\cdot 3 = 36\ \text{W}$

Serie y paralelo

	Serie	Paralelo
Equivalente	$R_1 + R_2 + \dots$	$\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \dots$
Corriente	la misma en todas	se reparte
Voltaje	se reparte	el mismo en todas

✓ Truco

Dos resistencias en paralelo:

R_{eq} = \dfrac{R_1\cdot R_2}{R_1 + R_2}

(producto sobre suma).

Ver ejemplo · la misma pareja en serie y en paralelo

Resistencias de $3\ \Omega$ y $6\ \Omega$ con una fuente de $18\ \text{V}$ . Compara serie y paralelo.

En serie
$R_{eq} = 3 + 6 = 9\ \Omega \qquad I = \frac{18}{9} = 2\ \text{A}$
En paralelo
$R_{eq} = \frac{3\cdot6}{3+6} = 2\ \Omega \qquad I = \frac{18}{2} = 9\ \text{A}$
En paralelo la resistencia total baja y la corriente sube mucho. Por eso en las casas todo va en paralelo.

A ver, rápido

Tres resistencias de 6 Ω en paralelo. ¿Cuánto vale la equivalente?

Leyes de Kirchhoff

Nudos

Lo que entra a un nudo es igual a lo que sale.

\sum I_{\text{entra}} = \sum I_{\text{sale}}

Mallas

En una vuelta cerrada, lo que dan las fuentes es lo que gastan las resistencias.

\sum \varepsilon = \sum I R

El puente de Wheatstone está equilibrado cuando $R_1\cdot R_4 = R_2\cdot R_3$ : ahí no pasa corriente por el medio.

Potencia, energía y rendimiento

P = V\cdot I = I^2 R = \frac{V^2}{R} \qquad E = P\cdot t \qquad \eta = \frac{P_{\text{útil}}}{P_{\text{consumida}}}

3 600 000

Joules en 1 kWh

1 kWh = 1000 W durante 3600 s. Es la unidad de la factura de luz.

Por un conductor pasan 360 C de carga en 2 minutos. ¿Cuál es la intensidad de la corriente?

Solo quiero ver la respuesta

I = 3\ \text{A}

Calcula la resistencia de un alambre de cobre de 100 m de largo y 2 mm² de sección. Resistividad del cobre: 1,7×10⁻⁸ Ω·m.

Solo quiero ver la respuesta

R = 0{,}85\ \Omega

Una plancha de 44 Ω se conecta a 220 V. ¿Qué corriente circula?

Solo quiero ver la respuesta

I = 5\ \text{A}

Tres resistencias de 2 Ω, 3 Ω y 5 Ω están en serie con una fuente de 20 V. Calcula la resistencia equivalente, la corriente y el voltaje en cada una.

Solo quiero ver la respuesta

R_{eq} = 10\ \Omega

I = 2\ \text{A}

V = 4,\ 6,\ 10\ \text{V}

Dos resistencias de 6 Ω y 3 Ω están en paralelo con una batería de 12 V. Calcula la resistencia equivalente, la corriente total y la que pasa por cada una.

Solo quiero ver la respuesta

R_{eq} = 2\ \Omega

I = 6\ \text{A}

(

2\ \text{A}

4\ \text{A}

)

Una resistencia de 4 Ω está en serie con un grupo en paralelo de 6 Ω y 3 Ω. Todo se conecta a 18 V. Calcula la corriente total y la corriente en cada resistencia del paralelo.

Solo quiero ver la respuesta

I = 3\ \text{A}

;

I_6 = 1\ \text{A}

I_3 = 2\ \text{A}

Un foco de 100 W funciona a 220 V. Calcula la corriente, su resistencia y la energía que gasta en 5 horas en kWh.

Solo quiero ver la respuesta

I \approx 0{,}45\ \text{A}

R = 484\ \Omega

E = 0{,}5\ \text{kWh}

Un motor consume 1500 W y tiene un rendimiento del 80 %. ¿Qué potencia útil entrega?

Solo quiero ver la respuesta

P_u = 1200\ \text{W}

1. Intensidad de corriente

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Leo con calma

Por un conductor pasan 360 C de carga en 2 minutos. ¿Cuál es la intensidad de la corriente?

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