Fundamentos De Electricidad Estudiantes

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TACHIRA

FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD
Para Estudiantes de Ingeniería Mecánica

Angel Iván Molina Alcedo.

San Cristóbal, febrero de 2006

1

CAPITULO

1

CONCEPTOS FUNDAMENTALES
1.1.- INTRODUCCION.
En este Capítulo se estudiaran de manera sencilla los conceptos fundamentales de
electricidad tales como: corriente eléctrica, diferencia de potencial, campoeléctrico,
densidad de corriente, potencia y energía. Para tal fin se hace uso de la analogía con otros
fenómenos naturales que faciliten la comprensión de tales conceptos. En el estudio de la
electricidad se pueden diferenciar dos tipos de elementos: los activos (que son las fuentes
ya sean de voltaje o de corriente) y los pasivos (los resistores, los inductores y los
capacitores), sobre esos dostipos de elementos se revisan algunos conceptos fundamentales
relacionados con los mismos. También se hacen apuntes sobre el circuito cerrado y circuito
abierto, elementos de medición, control y protección. El lector al estudiar este Capitulo
debe dominar con suficiente destreza los conceptos antes señalados y establecer con
claridad las unidades relacionadas con cada concepto, ya que constituyen labase
fundamental para abordar el estudio de los circuitos eléctricos que se analizarán en el
Capitulo 2.

1.2 CORRIENTE ELECTRICA.
Se denomina corriente eléctrica al movimiento de cargas eléctricas a lo largo de un
camino determinado, expresado como la variación o la rata de cambio de las cargas por
unidad de tiempo, de acuerdo con la ecuación:
i(t) =

dq
dt

( 1.1 )

Donde:
i(t) = Corrienteeléctrica.
dq = Variación de carga.
dt = Variación en el tiempo.
El movimiento de las cargas eléctricas puede ser de dos tipos: corriente de
electrones o corrientes de iones. Siendo la carga del electrón e- = 1,60210x10-19 coulombs
La corriente eléctrica, también es llamada Intensidad, se representa con la letra I
(cuando no depende del tiempo) y con la letra i (cuando depende del tiempo); la unidad demedida es el Amperio (coul/seg) que se abrevia como Amp, o como “A”. Los submúltiplos
mas usados son los miliamperios (mA), 1 mA = 10-3 A y los microamperios (µA), 1µA =
10-6 A. El múltiplo mas usado es el Kiloamperio (KA), 1 KA = 103 A.

Fundamentos de Electricidad.

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Por analogía la corriente eléctrica, se puede comparar al caudal de agua en un río o
al movimiento de un fluido, entre dosrecipientes A y B, como se indica en la figura
siguiente:

A

B

Llave de paso:
Figura 1.1

Movimiento de un fluido, entre dos recipientes A y B

Se tomó como unidad de medida de la corriente eléctrica el Amperio, en honor a
André Marie Ampère, (1775-1836), físico, químico y matemático francés, quien realizó
estudios sobre el electromagnetismo, ciencia que relaciona la electricidad y el magnetismo
(dosagentes físicos que hasta esa época se creían independientes). Ampère en sus
memorias, confirma, profundiza y da forma matemática al fenómeno del
electromagnetismo. Estableció la relación cuantitativa entre la corriente y el campo
magnético a través de una ley que se conoce como la ley de Ampère. Utilizando la
desviación que una corriente eléctrica ejerce sobre una aguja magnética; construyó elprimer galvanómetro, sentando los principios del funcionamiento del amperímetro. Fue
llamado por Maxwell “el Newton de la electricidad”.
Problema 1.1
Determinar el valor de la corriente a través de una batería, en la cual se mueven con rapidez
constante de derecha a izquierda 1020 iones negativos por minuto, y de izquierda a derecha
2x1019 iones positivos por minuto.
Datos:
dq/dt - = 1020 ionesnegativos (de derecha a izquierda) = 10x1019 Iones
dq/dt + = 2x1019 iones positivos (de izquierda a derecha) = 2x1019 Iones
Solución:
I = dq/dt + + dq/dt - = [( 2x1019 + 10x1019 )Iones*1,6x10-19Coul/Iones.]/60 seg.
I

=

(12)(1,6)Coul = 0,32 A.
60 seg

1.3.- DIFERENCIA DE POTENCIAL
Se denomina Diferencia de Potencial, al trabajo que se debe realizar para trasladar
una carga de prueba qo, desde un...