electronica

Tema 1: Circuitos eléctricos de corriente
continua
Índice
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Magnitudes fundamentales
Ley de Ohm
Energía y Potencia
Construcción y aplicación de las resistencias
Generadores
Análisis de circuitos
Redes y Leyes de Kirchoff
Aplicaciones de la teoría de redes

Origen de la carga eléctrica, Q
Todos los materiales están compuestos de átomos y estos, a su vez,
deelectrones, protones y neutrones.
1.
2.

3.
4.

Tema 1

En condiciones normales, el número de electrones es igual al de
protones por lo que el material no tiene propiedades eléctricas.
Q=Ne·qe+Np·qp=q·(Np-Ne)=0
q=|qe|=|qe|
La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un
protón o neutrón. Por ello, asumiremos que los núcleos atómicos
están en reposo y los electrones sonlos que pueden
desplazarse.
Si bajo ciertas condiciones, se crea un exceso o defecto (hueco)
de electrones, el material adquiere carga y propiedades
eléctricas: Q≠0
Unidades de Q: el culombio, C

Magnitudes fundamentales

2

Tipos de materiales
Aislantes
• Los electrones están fuertemente unidos al núcleo atómico
(orbitales muy localizados)
• Crear carga eléctrica supone un costo deenergía elevadísimo
• Los electrones apenas pueden moverse de su zona de equilibrio y
por ello, no se da el movimiento de carga eléctrica
• En los aislantes se observa únicamente la llamada Polarización
Metales (o conductores)
• Los electrones están débilmente unidos al núcleo atómico (orbitales
deslocalizados) por lo que crear carga eléctrica es muy fácil.
• Los electrones (o huecos)pueden moverse por todo el material con
gran facilidad
• El movimiento ordenado de la carga eléctrica (electrones o huecos
en exceso) por el metal se denomina corriente eléctrica, I
Tema 1

Magnitudes fundamentales

3

La corriente eléctrica, I
¿Cómo se consigue un movimiento ordenado de carga eléctrica en un
metal? Aplicando un campo eléctrico sobre el metal
F=q·E
La carga positiva semoverá en el mismo sentido y dirección que las
líneas de E. La carga negativa en sentido contrario.
Por convenio, se adopta como el sentido de I el mismo que el de las
cargas positivas
Tipos de corrientes eléctricas
a.
b.

Continua: el valor y el sentido del movimiento de I no cambia (CC o
“DC”). Polaridad constante
Variable: alguna propiedad de I cambia con el tiempo
–

Tema 1Ejemplo: la corriente alterna (CA o “AC”), donde I cambia
sinusoidalmente. Polaridad alterna
Magnitudes fundamentales

4

La corriente eléctrica, I
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Definición de I: la cantidad de carga eléctrica que circula por con un
metal en la unidad de tiempo
I=dQ/dt
Si la corriente es continua, I = Q/ t
Unidades de I: 1Amperio=1Culombio/1segundo
1A=1C/1s
Medida de I: La corrienteeléctrica que circula por un conductor se
mide con un amperímetro (intercalado en medio del paso de la
corriente)

Densidad de corriente eléctrica, j: la cantidad de corriente eléctrica
por unidad de sección del conductor
J=dI/dS
Si la corriente es continua, J = I / S

Tema 1

Magnitudes fundamentales

5

La resistencia eléctrica, R
Movimiento real de la corriente eléctrica en unmetal
1.

2.
3.
4.

Tema 1

En su movimiento por el metal, las cargas chocan con distintos
obstáculos: imperfecciones o defectos cristalinos, núcleos atómicos,
otras cargas, bordes del conductor, etc…
El número de colisiones limita y dificulta el paso libre de la corriente
eléctrica
Según el mayor o menor número de colisiones, cada material
conductor se resiste más o menos al pasode la corriente I.
Esta propiedad se denomina resistencia eléctrica, R

Magnitudes fundamentales

6

La resistencia eléctrica, R
Factores de dependencia de R
– La longitud, L, y sección, S, del metal
– Las características intrínsecas del material (indicadas anteriormente):
defectos, estructura cristalina, límites del metal, núcleos atómicos,…
– La temperatura. La excitación térmica...