Corriente Eléctrica y Resistencia T emas de hoy • La Batería Eléctrica

1. Corriente Eléctrica y Resistencia Temas de hoy • La Batería Eléctrica • Definición de Corriente Eléctrica • Resistencia y Ley de Ohm

2. La Batería Eléctrica • Establece una corriente eléctrica en un conductor • La energía química almacenada en la batería estransformadaa energía eléctrica de los portadores de carga • Contienedos electrodos cargados opuestamente(en sus terminales). • Una diferencia de potencial existe entre sus dos terminales.

3. Flujo de corriente + Conductor Símbolo de la Batería - Batería y Corriente Al conectar un conductor entre las terminales de la batería, una diferencia de potencial se establece entre las terminales creándose un campo eléctricodentrodel conductor haciendo que las cargas se muevan hacia élestableciendose una corriente eléctrica. La corrientefluyede las regiones dealto potencial a lasregiones demenor potencial.

4. A I Corriente Eléctrica Cuando cargas de un mismo signo se muevense establece unacorriente. Suponga que las cargas se mueven perpendiculares a una superficie de área A como se muestra. + + + + + + + + + + Lacorrientees elnúmerode cargas que fluyena través de la superficie. Si dQpasa a través deA en un tiempo dt la corriente promedio, durante este periodo de tiempo es: Corriente instántanea Corriente promedio

5. + - Dirección de la corriente Dirección en que fluyen los electrones Dirección convencional de la Corriente Corriente convencional : Dirección en que una carga positivadebe fluir. Está esopuesta ala dirección en queun electrónfluye en un conductor!

6. Potencial y Corriente George Simon Ohm (1787-1854) : en cables metálicos la corriente que fluía en el cable era proporcional a la diferencia de potencial entre los dos extremos. Compare la gravedad • El agua fluyendo hacia abajo en una colina – mientras más grande sea el cambio en la altura (mayor cambio en potencial gravitacional) mayor velocidad de corriente • Para la corriente eléctrica, mientras más grande sea la diferencia de potencial eléctrico (o voltaje) mayor será la corriente.

7. Ley de ohm Ohm: Voltaje ycorrienteson proporcionales: La constante de proporcionalidad es laresistencia. Ley de ohm: Res la resistencia y diferente para diferentes materiales y para diferentes formas de cable. Unidades de R : Volts/Amperes o Ohms Símbolo de la resistencia:

8. I I ∆V ∆V No todos los materiales obedecen a la ley de ohm! • Aquellos que lo hacen se llamanohmicos. • Aquellos que no lo hacen son llamadosnoohmicos Ohmicos Noohmicos

9. A l • Resistividad • En un cable de longitudl y área de sección transversal A. Los Experimentos muestran que la resistenciaRes proporcional al y que es inversamente proporcional aA: • La constante de proporcionalidad res conocida como • ResistividadDiferente para diferentes materiales (cobre, • aluminio, hierro, etc.). Dependiendo de la temperatura.

10. La ResistividadtieneunidadesdeOhm metros (Ω m). El recíprocode laresistividades llamado conductividad σ. La Conductividadtiene unidades de (Ω m)-1 • La resistividadrno debe ser confundida con la densidad o La densidad de carga. La conductividadσ no debe ser confundida con la densidad superficial de carga.

11. a b I Corriente y Potencial • La corriente fluyedelmayor potencial al menor potencial. • Así como el potencialeléctricoena esmayorque enb. • Lacorrienteena a yb es, la misma.

12. R c b I a d - + V ∆V0 ∆V0 c b d a Potencial en un bucle resistor d

13. E Descripción Microscópica de la Corriente • En un conductor las cargas (electrones) estánsiempreen movimiento, estos se mueven con una velocidadde alrededor106 m/s. • Si no hay un campo eléctrico aplicadoa laredla velocidad promedio del electrón escero,entonces no existe un flujo neto de carga en la red. • Cuando un campoeléctricoes aplicadoal conductoreste provocaquelos electrones se muevanendirección opuestaal campo.

14. ∆x A Vd q Vd∆t Las colisionesen el conductor causanque los electrones tenganuna velocidad estable de arrastre, Vd.

15. Se puede relacionar la velocidad de arrastre con la corriente: • En un tiempo dtlos electrones se mueven una distancia dx = Vdt. • Un cable tiene una sección transversalA. En un tiempodt los electrones que hay en un volumenes A dx =Avd dt • pasan a través de la sección transversalAdel cable. • La carga total que pasa esdQ = (# de cargas)(cargas por partícula). • n es el número de cargasN por unidad de volumen • (n = N/V) : y la corriente es:

16. Definiendo ladensidad de corrientecomo lacorriente por unidad de área de sección transversal J = I/Aentonces O en forma vectorial Elsigno – indica que ladirección de la corriente positivaes opuestaa lavelocidad de arrastre de los electrones.

17. Ejemplo 1 • 12cables de cobrecalibradosen un edificio típico residencial tiene unasección transversal de 3.31 x 10-6 m2. Este lleva una corrientede 10 A - Cuál es la velocidad de arrastre de los electrones,ladensidad de conducción de los electronespara el cobrees 8.49 x 1028 electrones/m3.

18. E A I Vb Va l Regresando a la ley de ohm Para el cable tenemos dV = El, yI = JA. Usando la ley de ohm VdV= IR, usando datos anteriores: O en forma vectorial Ley de ohm en términos de la corriente y del campo eléctrico