Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

Quizás hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea, del polo positivo al negativo de la fuente de FEM. Ese planteamiento tiene su origen en razones históricas y no a cuestiones de la física y se debió a que en la época en que se formuló la teoría que trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica por los metales, los físicos desconocían la existencia de los electrones o cargas negativas.

Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que "cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan". Debido al desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los electrones, la comunidad científica acordó que, convencionalmente, la corriente eléctrica se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese “error histórico” no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica se refiere.

Requisitos para que la corriente eléctrica circule

Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es necesario que se disponga de tres factores fundamentales:

1. Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejemplo, una batería, un generador o cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en movimiento las cargas eléctricas negativas cuando se cierre el circuito eléctrico.

2. Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente, desde el polo negativo de la fuente de suministro de energía eléctrica hasta el polo positivo de la propia fuente. En la práctica ese camino lo constituye el conductor o cable metálico, generalmente de cobre.

3. Una carga o consumidor conectado al circuito que ofrezca resistencia al paso de la corriente eléctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que para funcionar consuma energía eléctrica como, por ejemplo, una bombilla o lámpara para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una resistencia que produzca calor (calefacción, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor o cualquier otro equipo electrodoméstico o industrial que funcione con corriente eléctrica.

Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un circuito, sin encontrar en su camino nada que interrumpa el libre flujo de los electrones, decimos que estamos ante un “circuito eléctrico cerrado”. Si, por el contrario, la circulación de la corriente de electrones se interrumpe por cualquier motivo y la carga conectada deja de recibir corriente, estaremos ante un “circuito eléctrico abierto”.

COLEGIO INTEGRADO NUESTRA SEÑORA DE LAS MERCEDESAREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTALGRADO: UNDÉCIMO SEGUNDO PERÍODOPROFESOR. ANNIE JULIETH DELGADO M. GUÍA 10. CORRIENTE ELÉCTRICA.CIRCUITOSNOMBRE: _____________________________________________ FECHA: ____________________________

Por norma general todos los circuitos eléctricos se pueden abrir o cerrar a voluntad utilizando un interruptor que se instala en el camino de la corriente eléctrica en el propio circuito con la finalidad de impedir su paso cuando se acciona manual, eléctrica o electrónicamente.La corriente eléctrica específica la cantidad de carga que pasa por un material en determinado tiempo

I = Q / t

Coul/seg = amperio

ResistenciaLas cargas eléctricas se mueven dentro de un conductor solo si existe un campo eléctrico dentro de él. La resistencia es una oposición que presenta el cuerpo al paso de los electrones.

La gráfica A muestra el paso de electrones a través de un buen conductor y B a través de un no muy buen conductor.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el

punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.

Todos los materiales y elementos conocidos ofrecen mayor o menor resistencia al paso de la corriente eléctrica, incluyendo los mejores conductores. Los metales que menos resistencia ofrecen son el oro y la plata, pero por lo costoso que resultaría fabricar cables con esos metales, se adoptó utilizar el cobre, que es buen conductor y mucho más barato.

Con alambre de cobre se fabrican la mayoría de los cables conductores que se emplean en circuitos de baja y media tensión. También se utiliza el aluminio en menor escala para fabricar los cables que vemos colocados en las torres de alta tensión para transportar la energía eléctrica a grandes distancias.

La resistencia es inversamente proporcional a la corriente, esto matemáticamente se expresa:

R = V / I

Voltios / amperes = ohmios (" ")

Ley de Ohm

Solo se aplica a conductores metálicos, en los cuales la resistencia es constante.

V = I.R

La gráfica muestra la relación entre la corriente eléctrica en función del potencial.

ResistividadLa resistividad es una propiedad de todo material isótropo ( la corriente eléctrica no pierde sus propiedades eléctricas).

ρ=R LA

La resistividad depende de la longitud del material y su grosor (área)

Potencia

Los electrones al avanzar con la velocidad de arrastre, que es constante, no tienen ganancia de energía cinética, la

energía potencial eléctrica que pierden se transmiten a la resistencia como calor. Se ha realizado un trabajo. La capacidad de hacer este trabajo en el menor tiempo posible define la potencia eléctrica del material.

P = W/t En otros términos:

ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS

En un circuito podemos encontrar resistencias cuyo valor puede despreciarse, solamente las llamadas resistencias eléctricas tienen un valor significativo de esta magnitud. Ellas pueden estar agrupadas de distinta manera, a saber:

RESISTENCIAS EN SERIE Están conectadas una a continuación de otra, de tal forma que toda la carga que circula por la primera, pasa por las otras con igual magnitud.

En ellas: * La cantidad de corriente que fluye en cada carga es la misma I1 = I2 = I3…..* En cada resistencia el valor del voltaje estará dado por V = i.R entonces el voltaje proporcionado por la fuente será igual a la suma de la diferencia de potencial en cada resistencia V = V1 + V2 + V3…. o V = I.Req

*Req = R1 + R2 + R3….

RESISTENCIAS EN PARALELOEn ellas las resistencias se encuentran unidas de sus extremos, es decir, cada una forma una rama diferente en el circuito. La carga que fluye se reparte por cada una de las ramas de tal forma que la corriente será mayor en la rama que menor resistencia ofrezca.

Las características de las resistencias conectadas en paralelo son:

a) la corriente que produce la fuente de corriente es igual a la suma de la corriente que circula por cada resistencia

I = I1 + I2 + I3

b) La diferencia de potencial en cada resistencia es la misma pues todas están conectadas al mismo punto

V = V1 = V2 = V3

c) la resistencia equivalente a todas ellas es igual a la suma del inverso de cada resistencia

Un circuito eléctrico entonces es un conjunto de conductores unidos a uno o varios generadores de corriente eléctrica, que mantienen el flujo de electrones constantes en el tiempo.

Aparte de los que ya hemos visto podemos encontrar interruptores que son os que permiten interrumpir a voluntad el paso de la corriente, conectores que son cables que unen los elementos del circuito y os aparatos eléctricos que funcionan cuando la corriente circula a través de ellos.

EJERCICIO MODELO

Calcula la resistencia equivalente en cada circuito

3.- Aplicando la ley de Ohm calcula la intensidad de corriente que circula por cada circuito

4.- Calcula la tensión de la fuente en cada circuito

1.La siguiente gráfica muestra el voltaje en voltios y la corriente en amperios en un experimento donde se cambió progresivamente el voltaje en una resistencia. Halla el valor de la resistencia

2. Verifica conceptos. Escribe V o F según corresponda y justifica tu respuesta.

---- La corriente eléctrica es un concepto asociado a movimiento de cargas.---- Uno de los efectos producidos por la corriente eléctrica es el desprendimiento de calor cuando hay flujo de electrones.---- Cuando hay flujo de electrones esos se mueven del polo positivo a polo negativo.----La función de un generador es suministrar energía a los electrones libres de un conductor de tal forma que puedan moverse por la conexión eléctrica.---- La resistencia de un material es inversamente proporcional a su área transversal.---- La ley de Ohm relaciona el voltaje con el calor generado cuando hay una diferencia de potencial en un circuito.---- La resistencia eléctrica en un circuito es el cociente entre la corriente y el voltaje.

3. Qué diferencia hay entre:a. Corriente eléctrica e intensidad de corriente eléctricab. Resistencia eléctrica y resistividad de un materialc. Resistencias en serie y resistencias en paralelod. Corriente alterna y corriente continua.

4. Cómo se tienen que asociar tres resistencias de 6Ω para que la resistencia equivalente sea de 9Ω?

5. Qué medirá un voltímetro si en vez de colocarlo en serie lo colocamos en paralelo?

6. Si aumenta la resistencia en un circuito, la intensidad de corriente aumenta o disminuye?

7. En el circuito siguiente, las resistencias R1, R2 y R3 tienen un valor de 4Ω, 6 Ω y 2Ω respectivamente. Si se aplican 24v al circuito, encontrar:

a. Resistencia totalb. Corriente total y corriente en cada resistenciac. Voltaje en cada resistencia

8. Encontrar la resistencia equivalente, sabiendo que R1 = 47 KΩ R6 = 56 KΩR2 = 33 KΩ R7 = 22,000 ΩR3 = 68 K Ω R8 = 15 KΩR4 = 10,000 Ω R9 = 68 KΩR5 = 1 KΩ

V (v)

2 1,5

1

0,5

0,05 0,1 0,15 0,2 I (A)

9. Encontrar la resistencia equivalente

Hallar la resistencia tota10.l

11.

12.

13.

14.

15. Se tienen tres resistencias de 200 kΩ, 300 kΩ y 600 kΩ Cómo deben asociarse para dar el máximo y el mínimo valor en su resistencia total?

16. Por una resistencia de 10Ω pasa una corriente de 5 amperios durante 4 minutos. Cuántos electrones han pasado en este tiempo?

1.Para estudiar un “circuito” formado por tubos que conducen agua, se puede hacer una analogía con un circuito eléctrico como se sugiere en la figura, donde una bomba equivalente a una fuente, una resistencia a una

región estrecha, un voltímetro a un manómetro y un swich a una llave de paso.

Aplicando la analogía a los siguientes circuitos de agua, se concluye que aquel en el cual la presión en el punto B es menor, es

CONTESTE LAS PREGUNTAS 2 y 3 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

Utilizando dos láminas metálicas cargadas se genera un campo eléctrico constante en la región limitada por las placas. Una persona camina dentro de la región con campo llevando una pequeña esfera cargada eléctricamente con -0,1C.

2. Que la diferencia de potencial entre las placas sea 100 voltios, significa que A. en cualquier punto entre las placas la energía eléctrica de 1C es 1 Joule

B. la energía necesaria para llevar 1C de una placa a la otra es 100JC. la energía asociada a 1C es 100 voltiosD. la energía necesaria para llevar 100C de una placa a la otra es 1J

3. Para hacer trabajo contra la fuerza eléctrica la persona debe caminar en la direcciónA. N B. S C. E D. O