FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

CAPITULO

1
FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD
Y MAGNETISMO

1.1

SISTEMA DE UNIDADES

Se empleará el Sistema Internacional de Unidades S.I. también conocido como MKSA, pues con
las iniciales de sus unidades fundamentales para longitud en metros (m), masa en kilogramos
(Kg), el tiempo en segundos (s) e intensidad de corriente en amperes (A). La unidad de fuerza se
llama Newton (N), launidad de energía o trabajo Joule (J) y la unidad de potencia se llama Vatio
(W) que también se denomina Watt.
1.2

NOTACION CIENTIFICA ESTANDAR

Permite expresar los números muy pequeños o muy grandes en forma compacta, la que se puede
usar también en los cálculos. Por ejemplo 68, 000,000 ó 68x106 donde 106 representa un millón.
En la notación científica estándar se pone el punto decimal a laderecha del primer dígito significativo distinto de cero. Así 6.8x107 es la NCE para 68, 000,000.
Las formas de prefijos convenientes para los múltiplos y submúltiplos decimales son:
101 Deca
102 Hecto
103 kilo
1.3

10-1 Deci
10-2 Centi
10-3 Mili

106 Mega
109 Giga
1012 Tera

10-6
10-9
10-12

Micro
nano
pico

10-15 femto
10-18 atto

DIFERENCIA DE POTENCIAL

Ladiferencia de potencial o tensión entre dos puntos es por definición el trabajo necesario para
desplazar la unidad de carga eléctrica del primer al segundo punto. Su unidad es el volt (V).
Un elemento como una batería o un generador, posee una fuerza electromotriz (f.e.m.), si es capaz
de suministrar a una carga eléctrica la energía suficiente para hacerla circular por él, de la terminal
de menorpotencial a la terminal de mayor potencial.
1.4

CORRIENTE ELECTRICA

Todo cuerpo con electrones libres capaces de moverse entre los átomos de la red cristalina del
mismo se llama CONDUCTOR. Una de las causas que origina este movimiento es la aplicación al
conductor de una diferencia de potencial. El electrón posee la cantidad más pequeña de carga negativa igual a 1.602x10-19 Coulombs; asítambién si tenemos una carga de un Coulomb, tenemos
aproximadamente 6.24x1018 electrones.
EM 1-1

Si por un conductor se mueven cargas eléctricas de un punto a otro, se dice que en ese conductor
circula una CORRIENTE ELECTRICA. La intensidad o fuerza de la corriente eléctrica se mide en
amperes (A), que corresponden a un flujo de carga de un Coulomb por segundo.
Por convención, se ha establecidocomo sentido positivo de la intensidad de corriente eléctrica el
opuesto al del movimiento de los electrones. Figura EM1.

Los electrones que se mueven en la misma
direcciòn producen una corriente elèctrica
Figura EM 1
CORRIENTE ELECTRICA

1.5

RESISTENCIA ELECTRICA

Cuando fluye una carga eléctrica por un material dado, experimenta una oposición al flujo de electrones. Esa oposiciónse denomina RESISTENCIA eléctrica.

Movimiento
de los electrones

Oposiciòn al flujo
de los electrones

Figura EM 2
RESISTENCIA ELECTRICA

La resistencia que opone todo conductor al paso de una corriente eléctrica es una propiedad que
depende de la longitud, área ó sección transversal, material del conductor y la temperatura en la
que opera.
A una temperatura constante la resistenciade un material es:
l
R =ρ
A
En donde R es la resistencia en Ohms (Ω), ρ es la resistividad del material en ohms-metro ú
ohms-centímetro, l es la longitud en metros o centímetros y “A” es el área de corte transversal del
conductor en metros cuadrados ó centímetros cuadrados.

EM 1-2

Resistencia

Resistencia

Area transversal
del conductor
El aumento del àrea transversal
de unconductor disminuye
su resistencia
Figura EM 3

Longitud
del conductor
El aumento de la longitud
de un conductor aumenta
su resistencia

Ejercicio 1:
Hallar la resistencia que tiene un conductor de cobre de calibre 8 AWG de área circular igual a
8.37 mm2 y 50 metros de longitud.
DATOS:
Área = 8.37 mm2
Longitud = 50 m
ρ= 1.7x10-8 Ω-m
La formula que usaremos, de acuerdo a los datos...