Medio conductor se tiene un flujo electrónico continuo, es decir una corriente eléctrica.

Baterías y fuerza electromotriz (fem)

Una bomba eléctrica recibe el nombre de fuente de fuerza electromotriz o fem ().

Baterías: usan la energía potencial almacenada en forma de energía química.

Resultado: se acumulan cargas negativas en el borne negativo aparece un campo eléctrico y una ddp = 2V entre bornes (6 celdas 12V).

Al conectar la batería a un circuito externo, los e^- circulan de electrodo al Intensidad I: cargas positivas de electrodo al electrodo

Fuerza elecromotriz o fem : es la ddp (en ausencia de corriente); representa la energía transferida a cada unidad de carga que se mueve entre los bornes.

Los e^- que pasan a través de la batería choques en fluido resistencia interna en circuito externo la "ddp en bornes" V_AB < .

Figura 6.6. Símbolos estándar utilizados en los diagramas de circuítos eléctricos.

Si N es el nº de cargas (e^-) por un. vol. carga total a través S por un. t.     N · e · S · v_a

Densidad de corriente:

J = -N · e · a

carga total que pasa por un. t. y un. área a través del conductor (como si fueran cargas positivas): .

Intensidad de corriente: en hilo de corriente:

intensidad instantánea a través del conductor,

Carga total Q a través sección S en un tiempo t:

Unidad SI de intensidad de corriente eléctrica: el amperio (intensidad de corriente a través de un conductor por el que pasa una carga de 1 C cada segundo).

Unidad de densidad de corriente:

Corriente estacionaria: la intensidad o la densidad de corriente se mantiene constante.

Ley de ohm: corriente eléctrica como efecto al campo eléctrico aplicado

(, conductividad eléctrica característica del material). La inversa de la conductividad eléctrica es la resistividad (resistencia de un conductor de sección unidad y de longitud unidad.

• Fuerza electromotriz

Unidades: Resistencia: Ohmio (): . Resistividad

• Diferencias de potencial
  
  
• Asociación de resistencias

El generador realiza un trabajo dW = dq sobre cada carga dq que pasa por él en dt.

Potencia suministrada por el generador a todo el circuito:

En función de la ddp en bornes V_ba = V_b - V_a:

P_g = I²r + I²R = P_i + P_e, suma de (P_i = I²r) y (P_e = I²R).

siendo P_e = P_g - I²r = I - I²r = ( - Ir) · I = I · V_ba

Unidad de potencia Vatio: .

Efecto Joule

Esa energía, los e^- la transfieren a los iones de la red mediante los choques se disipa en forma de calor. Es lo que se llama efecto Joule. Durante un tiempo dt se disipa una energía

Unidad SI: Julio, Kilovatio-hora (kw-h) 1 kw-h = 3.6 · 10⁶ J

• Motores: fuerza contralectromotriz

1ª Ley de Kirchoff: En cualquier nudo, suma algebraica de corrientes nula:
(conservación de la carga).

2ª Ley de Kirchoff: La suma algebraica de las variaciones de potencial a lo largo de una malla es nula
(conservación de la energía).

En cada punto potencial único desde ese punto la suma algabraica de aumentos (V > 0) y caídas (V < 0) de potencial a lo largo de la malla ha de ser cero.

Reglas:

1. Si hay n nudos, se puede aplicar la 1ª ley a (n-1) nudos.
   
2. A través de una resistencia: hay una caída de potencial cuando la recorremos en el sentido de la corriente, y un aumento cuando la recorremos en sentido contrario.
   
3. A través de una fuente de fem: hay una caída de potencial si pasamos del polo positivo al negativo, y un aumento al contrario.
   
4. La 2ª ley se puede aplicar a tantas mallas como sean precisas, para que cada conductor sea parte de una malla al menos una vez.

Aplicación:

2ª ley aplicada a las mallas 1, 2, 3:

Malla ABCA: V_A - R₃I₃ - R₄I₄ + ₂ + R₂I₂ = V_A

Malla BDCB: V_B - R₅I₅ +R₆I₆ + R₄I₄ = V_B

Malla ACDA: V_A - R₂I₂ - ₂ - R₆I₆ + ₁ - R₁I₁ = V_A

sistema

- R3I3 - R4I4 + 2 + R2I2 = 0 - R5I5 +R6I6 + R4I4 = 0 - R2I2 - 2 - R6I6 + 1 - R1I1 = 0

(6 ecuaciones para obtener 6 intensidades)

Hasta ahora hemos analizado circuitos en los que sus elementos eran resistencias y en los cuales la corriente no variaba con el tiempo. Vamos a introducir a continuación el condensador como un elemento más del circuito, lo que nos llevará al concepto de corrientes variables con el tiempo. La energía almacenada en un condensador, cuando su carga se aumenta desde 0 hasta Q es

Figura 6.25

Veamos la corriente que se producirá en el circuito de la figura cuando el interruptor se pasa de la posición b a la posición a. En dt, por el circuito se mueve una carga dq = I dt. Trabajo realizado por la fuente: de donde .

Problema encontrar la función q(t) que satisfaga esa ecuación diferencial.

Derivando I = I₀ exp(-t|RC) , y ya que en el instante inicial I₀ = |R

Integrando de nuevo se obtiene y puesto que cuando t , es I = 0 y Q = C, la carga del condensador varia con el tiempo en la forma

q = C (1 - e -t/RC)

Figura 6.26

La Figura 6.26 representan la variación con el tiempo de esas dos magnitudes.

Magnitud RC (dimensiones de tiempo) = "constante de tiempo capacitiva del circuito". (tiempo para alcanzar el 63% del valor final de equilibrio).

Tras estar el interruptor S en a durante t >> RC (condensador totalmente cargado), se pasa S a la posición b el condensador se descarga a través de la resistencia.

Figura 6.27

2ª ley de Kirchoff y con las condiciones iniciales, q = q0 = C en t = 0, resulta q = C e-t/RC y para la intensidad de corriente

La constante de tiempo RC aparece también en la descarga del condensador.

PA6.1.- Considere el circuito eléctrico de corriente contínua de la figura, en el que los dos interruptores S₁ y S₂ están inicialmente abiertos. Mediante un análisis exhaustivo del circuito considerando todas las posibilidades de funcionamiento, determine la intensidad de corriente que circula por cada elemento del circuito en el estado estacionario y la energía almacenada en cada condensador.

http://sedna.udl.cat:8080/opencms7/opencms/fisica/index.html