Circuitos de corriente continua

Transcripción

1 Circuitos de corriente continua Capítulo Física Sexta edición Paul Paul.. Tippens Circuitos simples; resistores en serie esistores en paralelo fem y diferencia de potencial terminal Medición n de la resistencia interna nversión n dela corriente a través s de una fuente de fem Leyes de Kirchhoff l puente de Wheatstone Conducción n eléctrica en líquidosl lectrólisis lisis Fuentes de voltaje de cc; el acumulador de plomo 1

2 Circuitos simples; resistores en serie La corriente en todas las partes de un circuito en serie es la misma. l voltaje a través s de varias resistencias en serie es igual a la suma de los voltajes a través de los resistores individuales. Circuito en serie V = V 11 + V 22 + V 33 La resistencia efectiva de varios resistores en serie es equivalente a la suma de las resistencias individuales. =

3 esistores en paralelo La corriente total en un circuito en paralelo es igual a la suma de las corrientes en los ramales individuales. = Circuito en paralelo La caída de voltaje a través de todos los ramales del circuito en paralelo debe ser de igual magnitud. V = V 11 = V 22 = V 33 3

4 esistores en paralelo l recíproco de la resistencia equivalente es igual a la suma de los recíprocos de las resistencias individuales conectadas en paralelo =

5 fem y diferencia de potencial terminal esistencia interna V T La resistencia interna reduce la cantidad de voltaje que pasa por la resistencia externa. L r esistencia externa A V T = -- r r 5

6 Medición de la resistencia interna V T V T Paso Calcular L r = V L r L r = 0 A A Paso liminar L V T = = 0 Paso eemplazar L Medición del voltaje a través de L (V L ) y de la corriente. 6

7 nversión n de la corriente a través de una fuente de fem r 1 1 r 2 2 Si una fuente de mayor fem está conectada de manera opuesta a una fuente de menor fem,, la corriente atravesará esta última en dirección n inversa, produciendo una pérdida de energía neta. La corriente suministrada a un circuito eléctrico continuo es igual a la fem neta dividida entre la resistencia total del circuito, incluyendo la resistencia interna. = 7

8 Leyes de Kirchhoff Primera ley de Kirchhoff: La suma de las corrientes que llegan a una unión es igual a la suma de las corrientes que salen de esa unión. entering = leaving Segunda ley de Kirchhoff: La suma de las fems alrededor de cualquier malla cerrada de corriente es igual a la suma de todas las caídas alrededor de dicha malla. current loop = current loop 8

9 l puente de Wheatstone B 3 3 G x x = A C x = Puente de Wheatstone 9

10 Conducción n eléctrica en líquidosl Un electrolito es una sustancia que conduce una corriente eléctrica cuando está fundida o disuelta en agua. l cátodo es un electrodo que tiene un potencial negativo. l ánodo es un electrodo que tiene un potencial positivo. l l flujo flujo convencional de de corriente es es de de ánodo ánodo a cátodo. cátodo. l l flujo flujo de de electrones es es de de cátodo cátodo a ánodo. ánodo. 10

11 lectrólisis lisis lectrólisis lisis es el proceso mediante el cual ocurren cambios químicos cuando se pasa una corriente eléctrica a través s de un líquido. l Un átomo neutro de sodio se convierte en un ion positivo cuando pierde un electrón. La oxidación es un proceso por el cual las partículas pierden electrones. Un átomo neutro de cloro se convierte en un ion negativo cuando gana un electrón. La reducción es un proceso por el cual las partículas ganan electrones. lectrólisis de de NaCl fundido. 11

12 Fuentes de voltaje; el acumulador de plomo Descarga: cátodo 2+ Pb Pb + 2e Descarga: ánodo Pb + SO PbSO H O + 2e + PbO + SO PbSO + 6H O ecarga: cátodo PbSO + 2e Pb + SO ecarga: ánodo PbSO + 6H O 2e PbO + SO + 4H12 O 3

13 Conceptos clave Circuito cc Conexión n en serie Conexión n en paralelo Diferencia de potencial entre terminales esistencia interna Primera ley de Kirchhoff Segunda ley de Kirchhoff Puente de Wheatstone lectrólisis lisis Cátodo Ánodo Oxidación educción onización 13

14 esumen de ecuaciones T = 1 = 2 = 3 VT = V1 + V2 + V3 T = T = r V T = -- r r = V = L x = 3 x = VT = V1 = V2 = V = + + e entering = current loop = leaving current loop 14