Tema 1. Formulario Básico de Electricidad

Tema 1: Formulario básico de Electricidad.

Ley de Coulomb F K

Q1  Q2 d2

F: fuerza de atracción y repulsión (Newtons, N). Q1 y Q2: cargas eléctricas (culombios, C). d: distancia entre las cargas (metros, m). K: constante de proporcionalidad (N·m2·C-2,

1 culombio = 6,3 · 1018 electrones 1 electrón tiene Q = -1,602 · 10-19 C

N  m2 ). C2

En el aire o en el vacío:

K  9 10 9

N  m2 C2

En cualquier otro medio:

K

1 4

ε: es permitividad o constante dieléctrica del medio.

Intensidad de campo eléctrico 

E1  K  

 Q1 Q E 2  K  22 2 y d d



E 1 y E 2 : intensidad de campo eléctrico ( Q1 y Q2: cargas eléctricas (culombios, C). d: distancia entre las cargas (metros, m). K: constante de proporcionalidad (N·m·C-2,

N ). C N m ). C2

Circuito eléctrico

Encarnación Marín Caballero

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Tema 1: Formulario básico de Electricidad.

Tensión eléctrica, voltaje o diferencia de potencial (ddp)

Intensidad de corriente eléctrica I

Q t

V  V A  VB 

E Q

VA: voltaje en el punto A (voltios, V). VB: voltaje en el punto B (voltios, V). E: energía (julios, J). Q: carga eléctrica (culombios, C).

I: intensidad de corriente (amperios, A). Q: carga eléctrica (culombios, C). t: tiempo (segundos, s).

Resistencia de un conductor R

L S

De esta fórmula se deduce:

L

RS



y

S

RL



R: resistencia del conductor (ohmios, Ω).

  mm 2 ρ: coeficiente de resistividad a 20 C (Ω·mm /m, ). m 2

L: longitud del conductor (m). S: sección del conductor (mm2). Se calcula como:

S

 d2 4

,

S    r2

d: diámetro del conductor (mm). r: radio del conductor (mm). Valores de la resistividad, a 20 C de temperatura, para diferentes materiales:

Encarnación Marín Caballero

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En los conductores metálicos, la resistividad viene determinada por la expresión:

 T    ( 20C )  1    T  20C  T: temperatura (˚C). ρ(T): resistividad eléctrica a una temperatura (Ω·m). ρ(20˚C): coeficiente de resistividad a 20 C (Ω·m).  : coeficiente de temperatura (˚C-1). Representa el aumento de resistencia del material en cuestión por cada grado que aumentamos la temperatura . Valores de la resistividad y temperatura para diferentes materiales:

Otra forma de calcular la resistencia a una temperatura dada (R(T)) es conociendo la temperatura de la resistencia en frío (R(20C)), la elevación de la temperatura (ΔT) y el coeficiente de temperatura (  ) que será diferente para cada material.

RT   R20C   1    T  ΔT = T – 20 ˚C Si la resistencia no está a temperatura ambiente (20 C) sino a otra (T1) y se quiere elevar la temperatura (T2), entonces las fórmulas serían:

RT2  RT1  1    T  ΔT = T2 – T1

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Ley de Ohm I

V R

R: resistencia (ohmios, Ω). V: tensión eléctrica (voltios, V). I: intensidad (amperios, A). De esta fórmula se deduce: V  I  R y

R

V I

Ley de Watt P V I P: potencia (vatios, W). V: tensión (voltios, V). I: intensidad (amperios, A).

Fórmulas

P: potencia (W)

I: intensidad (A)

R: resistencia (Ω)

V: tensión o voltaje (V)

Energía eléctrica E  Pt E: energía (julios, J). P: potencia (vatios, V). t: tiempo (segundos, s).

Ley de Joule H  0,24  E H: calor generado (calorías). E: energía (julios, J).

H  0,24  I 2  R  t E = W·s = Julios

Encarnación Marín Caballero

E = KW·h = kilovatios · hora

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