Física De Campos

Instituto
Tecnológico
Metropolitano ITM

5 CORRIENTE ELÉCTRICA
Conductor: Material en el cual algunas de las partículas cargadas
(portadores de carga) se pueden mover libremente.
Corriente eléctrica

Flujo
de
cargas
eléctricas que, por
unidad de tiempo,
atraviesan un área
transversal

dq
I=
dt

Unidad: Amperio
1A = 1C/s

Sentido de la corriente: Coincide con el de losportadores de carga
positivos.

5.1 CORRIENTE ELÉCTRICA
Velocidad de desplazamiento (vd)
Caracteriza el movimiento de los electrones dentro de
un conductor sometido a un campo eléctrico externo.

Relación entre vd y la corriente I
n: densidad de portadores de carga
q: carga de cada portador
Vd: velocidad de cada portador
Todos los portadores que hay en vd∆t pasan a través
Todos
de A enun ∆t.
La carga total en el volumen Avd∆t es

∆q = qnAv d ∆t

∆q
I=
= nqAvd
∆t

5. 2 DENSIDAD DE CORRIENTE
Densidad de corriente eléctrica: Se define como la corriente por
unidad de área.

rI
r
j = = n q vd
A
Si la velocidad de arrastre varía de un punto a otro, podemos calcular la
corriente a partir de la densidad de corriente.

I=

∫

rr
j ⋅ dA

5.3 RESISTENCIA YLEY DE OHM
El campo eléctrico está dirigido
de las regiones de mayor
potencial a las de menor
potencial.

V = Va − Vb = E ∆L
Resistencia eléctrica: Es una medida de la
oposición que ejerce un material al flujo de
carga a través de él.

V=IR

V
R=
I

Unidad: Ohmio

Ley de Ohm

1Ω=1V/A

Materiales óhmicos

La resistencia no depende de la
caída de potencial ni de laintensidad.

Materiales no óhmicos

La resistencia depende de la corriente,
siendo proporcional a I.

Resistividad:
Expresa la relación entre la resistencia de un conductor y su tamaño.

L
R =ρ
A

Unidades de ρ: Ω.m

Conductividad:
Es la inversa de la resistividad

L
R=
σA

r
j = σE

ρ = ρ 20 [1 + α (t − 20 º C )]
α: coeficiente de temperatura de
la resistividad.

5. 4ENERGÍA EN LOS CIRCUITOS
ELÉCTRICOS
En un conductor, el flujo de carga positiva se hace de potenciales altos a potenciales
bajos, mientras que los electrones lo hacen en sentido contrario. Esto se traduce en
que la carga pierde energía potencial y gana energía cinética que se transforma de
inmediato en energía térmica.
En A1

U 1 = V 1 ∆Q

En A2

U 2 = V 2 ∆Q

∆U = ∆Q(V2 − V1 ) = ∆Q(−V )

− ∆U = ∆Q V

Potencia disipada
Energía perdida por
unidad de tiempo

−

∆U ∆Q
=
V=IV
∆t
∆t

P=IV
Se mide en vatios (W)

5. 5 Fuerza electromotriz y baterías
El dispositivo que suministra la energía eléctrica suficiente para
que se produzca una corriente estacionaria en un conductor se
llama fuente de fuerza electromotriz (fem). Convierte la energía
química o mecánicaen energía eléctrica

La fuente de fem realiza trabajo sobre la
carga que la atraviesa, elevando su energía
potencial en ∆qε. Este trabajo por unidad de
carga es la fem (ε).

ANALOGÍA MECÁNICA DE UN CIRCUITO SENCILLO

Fuente de fem ideal: Mantiene constante la diferencia de potencial
entre sus bornes e igual a ε.
Fuente de fem real: La diferencia de potencial entre sus bornesdisminuye con el aumento de la corriente.

V=ε−Ir

Ideal

r: Resistencia interna de la batería
Real

Representación de una batería real

7.4 ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS

La resistencia equivalente de una combinación de resistencias es el valor de
una única resistencia que, reemplazada por la combinación, produce el
mismo efecto externo.
V: diferencia de potencial entre los extremos
dela asociación
I: corriente a través de la combinación

V
R eq =
I

Asociación en serie

R eq =

∑
i

Ri

Asociación en paralelo

1
=
R eq

∑
i

1
Ri

7.5 CIRCUITOS DE UNA SOLA MALLA

Leyes de Kirchhoff: Son útiles para encontrar las
corrientes que circulan por las diferentes partes de un
circuito o las caídas de potencial que existen entre dos
puntos determinados...