corriente continua
Páginas: 10 (2296 palabras)
Publicado: 22 de junio de 2015
Capítulo 2. CORRIENTE CONTINUA
CORRIENTE ELECTRICA.
Hasta ahora hemos considerado solamente cargas en reposo; ahora consideraremos cargas en movimiento. Esto implica que trabajaremos con conductores, porque en un conductor como ya dijimos los portadores de carga tienen movimiento libre. Aunque esta definición no solo es para conductores convencionales como los metales, sino también a lossemiconductores, electrolitos, gases ionizados, dieléctricos imperfectos y aún en el vacío en vecindad de un cátodo los electrones emitidos termoiónicamente.
Los portadores de carga pueden ser positivos o negativos.
Las cargas en movimiento constituyen el flujo de corriente o simplemente corriente, definimos como corriente media a través de una superficie limitada (S) como la cantidad de carga queatraviesa por unidad de tiempo.
Donde
La corriente instantánea es la corriente media calculada en el límite cuando
La unidad de corriente en el sistema MKS es el Ampere o Amperio (A).
DENSIDAD DE CORRIENTE
Consideremos un conductor con un solo tipo de conductores con carga q, el número de estos conductores por unidad de volumen es N, suponiendo que la velocidad de desplazamiento de estosconductores es cuando está sujeto a un campo externo, en un tiempo todos los elementos contenidos en el volumen son y su carga y pasa a través de la sección A en P como se muestra en la figura.
La corriente en el punto P es
La corriente por unidad de área es la Densidad de Corriente.
Esta cantidad representa la rapidez del transporte de carga a través de una unidad de área normal a la direccióndel flujo, es una cantidad vectora1 orientada con
La unidad de densidad de corriente en el sistema MKS es A/m2.
Siendo constante en toda la superficie A. La corriente que atraviesa A es
Siendo el vector unitario perpendicular al plano A.
Si la densidad de corrientes no es uniforme.
LA LEY DE OHM, RESISTIVIDAD Y RESISTENCIA
Cuando un conductor conduce una corriente, existe un campo eléctricoE en su interior. Se ha encontrado experimentalmente para muchos conductores a temperatura constante que la densidad de corriente J es directamente proporcional a este campo. Siendo esta expresión LA LEY DE OHM.
Donde la constante g es la conductividad del material, si esta conductividad no depende del campo eléctrico, se dice que el material obedece la ley de Ohm.
La ley de Ohm no es una leyfundamental de la naturaleza, como las leves de Newton, sino es una descripción empírica que compara gran cantidad de sustancias,
El recíproco de la conductividad es la resistividad .
En el caso de un conductor definido, digamos un alambre, podemos escribir la ley de Ohm en función de la caída de potencial
Escogemos un segmento corto de longitud L, la diferencia de potencial entre la sección 1 y2 es . (El potencial en 1 es mayor)
Como , es el igual en todos los puntos del alambre
Pero y la corriente
De aquí
Esto nos da una relación lineal entre I y , equia1ente a la ley de Ohm.
A la cantidad ó , se la denomina resistencia R del segmento de alambre
Ejemplo 9. Se tiene un conductor de resistividad q en forma de anillo plano con radios a y b y espesor e como se muestra en lafigura.
a) ¿Cuál es su resistencia para una corriente perpendicular al plano?
b) ¿Cuál es su resistencia para una corriente radial hacia afuera, de la circunferencia de radio a hacia la circunferencia de radio b?
Solución.
a)
Donde y
De aquí
b) Consideremos un elemento de radio r y ancho dr como se muestra en la figura.
en la expresión
En este caso la resistencia solo es un diferencial deresistencia (dR), la longitud dr, la sección transversal , de aquí:
La resistencia al flujo radial es
Finalmente
FUERZA ELECTROMOTRIZ
Para producir una corriente es necesario una diferencia de potencial, así mismo para poder cargar un condensador necesitamos una diferencia de potencial, en ambos casos estamos poniendo cargas en movimiento, O sea que se realiza trabajo, para esto se necesitan...
CORRIENTE ELECTRICA.
Hasta ahora hemos considerado solamente cargas en reposo; ahora consideraremos cargas en movimiento. Esto implica que trabajaremos con conductores, porque en un conductor como ya dijimos los portadores de carga tienen movimiento libre. Aunque esta definición no solo es para conductores convencionales como los metales, sino también a lossemiconductores, electrolitos, gases ionizados, dieléctricos imperfectos y aún en el vacío en vecindad de un cátodo los electrones emitidos termoiónicamente.
Los portadores de carga pueden ser positivos o negativos.
Las cargas en movimiento constituyen el flujo de corriente o simplemente corriente, definimos como corriente media a través de una superficie limitada (S) como la cantidad de carga queatraviesa por unidad de tiempo.
Donde
La corriente instantánea es la corriente media calculada en el límite cuando
La unidad de corriente en el sistema MKS es el Ampere o Amperio (A).
DENSIDAD DE CORRIENTE
Consideremos un conductor con un solo tipo de conductores con carga q, el número de estos conductores por unidad de volumen es N, suponiendo que la velocidad de desplazamiento de estosconductores es cuando está sujeto a un campo externo, en un tiempo todos los elementos contenidos en el volumen son y su carga y pasa a través de la sección A en P como se muestra en la figura.
La corriente en el punto P es
La corriente por unidad de área es la Densidad de Corriente.
Esta cantidad representa la rapidez del transporte de carga a través de una unidad de área normal a la direccióndel flujo, es una cantidad vectora1 orientada con
La unidad de densidad de corriente en el sistema MKS es A/m2.
Siendo constante en toda la superficie A. La corriente que atraviesa A es
Siendo el vector unitario perpendicular al plano A.
Si la densidad de corrientes no es uniforme.
LA LEY DE OHM, RESISTIVIDAD Y RESISTENCIA
Cuando un conductor conduce una corriente, existe un campo eléctricoE en su interior. Se ha encontrado experimentalmente para muchos conductores a temperatura constante que la densidad de corriente J es directamente proporcional a este campo. Siendo esta expresión LA LEY DE OHM.
Donde la constante g es la conductividad del material, si esta conductividad no depende del campo eléctrico, se dice que el material obedece la ley de Ohm.
La ley de Ohm no es una leyfundamental de la naturaleza, como las leves de Newton, sino es una descripción empírica que compara gran cantidad de sustancias,
El recíproco de la conductividad es la resistividad .
En el caso de un conductor definido, digamos un alambre, podemos escribir la ley de Ohm en función de la caída de potencial
Escogemos un segmento corto de longitud L, la diferencia de potencial entre la sección 1 y2 es . (El potencial en 1 es mayor)
Como , es el igual en todos los puntos del alambre
Pero y la corriente
De aquí
Esto nos da una relación lineal entre I y , equia1ente a la ley de Ohm.
A la cantidad ó , se la denomina resistencia R del segmento de alambre
Ejemplo 9. Se tiene un conductor de resistividad q en forma de anillo plano con radios a y b y espesor e como se muestra en lafigura.
a) ¿Cuál es su resistencia para una corriente perpendicular al plano?
b) ¿Cuál es su resistencia para una corriente radial hacia afuera, de la circunferencia de radio a hacia la circunferencia de radio b?
Solución.
a)
Donde y
De aquí
b) Consideremos un elemento de radio r y ancho dr como se muestra en la figura.
en la expresión
En este caso la resistencia solo es un diferencial deresistencia (dR), la longitud dr, la sección transversal , de aquí:
La resistencia al flujo radial es
Finalmente
FUERZA ELECTROMOTRIZ
Para producir una corriente es necesario una diferencia de potencial, así mismo para poder cargar un condensador necesitamos una diferencia de potencial, en ambos casos estamos poniendo cargas en movimiento, O sea que se realiza trabajo, para esto se necesitan...
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