Leyes de electricidad y magnetismo

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Diferencia de potencial eléctrico

Si se requiere mover una carga eléctrica, es necesario aplicar una cantidad de trabajo. Por su parte, la carga aportará un potencial de energía cuando sea liberada. Si consideramos que una carga positiva + q a la que se encuentra en reposo en el punto A dentro de un campo eléctrico E, cuando una fuerza eléctrica F actúa sobre la carga, se le llama energía potencial eléctrica al trabajo que realiza para mover la carga desde A hasta B, y éste resulta igual al producto de la fuerza por la distancia.

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Intensidad de corriente

En la corriente eléctrica se presentan el flujo de electrones a través de cables, lo que constituye una de las principales aplicaciones de la electricidad. Para medir la corriente eléctrica se usa la intensidad de corriente eléctrica, cuya expresión matemática es:

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Ley de Ohm

Georg Simon Ohm hizo aportaciones a la teoría eléctrica. Entre otras cosas, encontró la relación entre la diferencia de potencial, la resistencia eléctrica y la cantidad de corriente eléctrica, y formuló la ley de Ohm, la cual establece:

La corriente que circula por un alambre es impulsada por el voltaje o diferencia de potencial; en contraparte, la resistencia eléctrica obstaculiza el avance de la corriente.

Donde la corriente (I) que circula, por un conductor dado, es directamente proporcional a la diferencia de potencial (V) entre los dos puntos del circuito. Por lo tanto, la corriente I que se observa con un voltaje V es un indicio de la resistencia. Si la resistencia R aumenta, la corriente será menor para un voltaje dado.

Lo anterior podemos expresarlo matemáticamente como:

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Leyes de electricidad y magnetismo

Ejercicio 3

Instrucciones: Selecciona la respuesta correcta; tómate el tiempo que necesites para hacer los cálculos que requieras, y no te preocupes, el objetivo de esta actividad es que pongas a prueba tus conocimientos y los fortalezcas.

1. En una fisión nuclear el núcleo de Uranio 235 se parte en dos núcleos; Kriptón 92 cuya carga equivale a 5.79×10−18 C y un núcleo de Bario 141 con una carga de 9.01×10−18 C. La separación promedio de las cargas en el núcleo es de 1.45x10-14 metros. Determina la energía potencial liberada al romperse el núcleo.

2.21 x 103 Joules

3.20 x 10-11 Joules

3.56 x 10-21 Joules

Leyes de electricidad y magnetismo

Ejercicio 3

Instrucciones: Selecciona la respuesta correcta; tómate el tiempo que necesites para hacer los cálculos que requieras, y no te preocupes, el objetivo de esta actividad es que pongas a prueba tus conocimientos y los fortalezcas.

1. En una fisión nuclear el núcleo de Uranio 235 se parte en dos núcleos; Kriptón 92 cuya carga equivale a 5.79×10−18 C y un núcleo de Bario 141 con una carga de 9.01×10−18 C. La separación promedio de las cargas en el núcleo es de 1.45x10-14 metros. Determina la energía potencial liberada al romperse el núcleo.

Su respuesta :

3.20 x 10-11 Joules

Comentario: ¡Perfecto! ¡Muy bien! Ahora continúa con la siguiente página. Leyes de electricidad y magnetismo 2. Por la sección transversal de un alambre pasan 10 culombios en 4 segundos ¿Cuál es la intensidad de la corriente eléctrica? Su respuesta : 2.5 A Comentario: ¡Perfecto! ¡Muy bien! Ahora continúa con la siguiente página. Leyes de electricidad y magnetismo 3. Calcula el voltaje entre dos puntos del circuito de un televisor por el que atraviesa una corriente de 8 amperios y presenta una resistencia de 20 ohmios. Su respuesta : 160 V Comentario: ¡Perfecto! ¡Muy bien! Ahora continúa con la siguiente página. Leyes de electricidad y magnetismo 10 Ley de Joule La ley de Joule enuncia que: Cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor, éste se calienta, emitiendo energía, de tal forma que el calor desprendido es directamente proporcional a la resistencia del conductor, al tiempo durante el que está circulando la corriente y al cuadrado de la corriente que lo atraviesa. Leyes de electricidad y magnetismo 11 Ley de Watt La Ley de Watt establece que: Leyes de electricidad y magnetismo 12 Ley de Ampère La ley de Ampère establece la relación de un campo magnético estático con la causa que lo produce, en este caso, una corriente eléctrica estacionaria. Y consiste en: La circulación de la intensidad del campo magnético en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno. Su fórmula integral es: Leyes de electricidad y magnetismo 13 Ley de Faraday Explica cómo se genera la corriente eléctrica a partir del magnetismo. Michael Faraday realizó varios experimentos hasta que comprobó que al mover un imán cerca de un cable conductor próximo se genera corriente eléctrica, y cuando el imán queda en reposo, la corriente eléctrica deja de circular. En sus distintos experimentos derivaron varias conclusiones: La corriente eléctrica inducida equivale a un voltaje inducido en los extremos del alambre; así, se puede considerar que el movimiento del imán no sólo induce la corriente, sino también una diferencia de voltaje en el alambre. Mientras más rápido se mueva el imán, el voltaje y la corriente inducidos serán mayores. Cuando se introduce un imán en una bobina, las cargas en su interior se mueven y producen una corriente eléctrica. Por otro lado, si el número de espiras en la bobina crece, el voltaje que se induce aumenta proporcionalmente, pues el número de cargas que se pone en movimiento también es mayor. La relación entre estas variables fue descubierta por Michael Faraday y se conoce como la ley de inducción de Faraday, la cual establece que: El voltaje inducido en una bobina es proporcional al producto del número de espiras y a la razón de cambio del campo magnético dentro de dichas espiras. Ahora, haz clic en el botón “Siguiente” para continuar con el tema, o comienza el Ejercicio 4.