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POST ED: 01 octubre, 2023. ACTUALIZADO EN: 01 octubre, 2023.
Conductor: Es cualquier material que transporte electricidad o calor. Un conductor eléctrico, puede ser metal, grafito, etc. Un material que no permite el paso de calor o electricidad es llamado aislante. Madera, caucho y porcelana son aislantes eléctricos.
Carga: Es una propiedad intrínseca de partículas subatómicas como los protones de carga positiva, y los electrones de carga negativa. Se manifiesta mediante atracciones y repulsiones cuando estas partículas interactúan. La unidad fundamental es el culombio (C).
Circuito: Dispositivo formado por baterías, conductores y resistores o cargas, que forman un lazo cerrado y ejecutan un trabajo manifestado en forma de luz, calor, sonido, movimiento, Etc.
Corriente: Es el flujo de carga por unidad de tiempo que pasa a través de un conductor. Se debe al movimiento de electrones dentro del conductor. La unidad fundamental es el amperio (I) y el instrumento con el cual se mide, es el amperímetro.
Potencia: Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, transfiere energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. La cantidad de energía transferida a un circuito por unidad de tiempo, se denomina potencia. Su unidad fundamental es el vatio o watt.
Resistencia: La resistencia eléctrica de un material, es la medida de su oposición al paso de corriente. Los materiales que oponen poca resistencia al paso de corriente, son conductores. La unidad fundamental de resistencia es el ohmio (Ω) y el instrumento para medirla es el ohmímetro.
Vatio: Es la unidad de potencia.
Voltaje: Se le llama también potencial eléctrico. Es la medida del trabajo realizado por un campo eléctrico para mover una partícula cargada desde un punto a otro. Su unidad es el voltio (v) y el instrumento para medirlo es el voltímetro.
La ley de Coulomb: establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
El campo eléctrico: es una magnitud vectorial que representa la fuerza eléctrica que actúa sobre una carga unitaria positiva en cada punto del espacio.
La ley de Gauss: relaciona el flujo del campo eléctrico a través de una superficie cerrada con la carga eléctrica encerrada por dicha superficie.
La ecuación de potencial: expresa la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en función del trabajo realizado por el campo eléctrico para mover una carga entre ellos.
La ecuación de Laplace: es una ecuación diferencial que describe el comportamiento del potencial eléctrico en una región sin cargas.
Jean Baptiste Biot (1774 - 1862) y (Felix Savart 1791 - 1841) encontraron que un conductor que conduce una corriente estable ejerce una fuerza sobre un imán, a partir de sus resultados experimentales llegaron a una ecuación que establece el campo magnético dB en algún punto en el espacio generado por una corriente I en un punto p del espacio asociado a un elemento ds del cable tiene las siguientes características:
El vector dB es perpendicular tanto a ds (que es un vector que tiene unidades de longitud y está en la dirección de la corriente) como del vector unitario ȓ que va del elemento a p.
La magnitud de dB es inversamente proporcional a r2, donde r es la distancia del elemento a p.
La ley de Coulomb magnética: establece que la fuerza magnética entre dos polos magnéticos es directamente proporcional al producto de las intensidades de los polos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
La ley de Ampère: establece que la circulación del campo magnético alrededor de una trayectoria cerrada es igual a la suma de las corrientes eléctricas que atraviesan dicha trayectoria.
La ley de Faraday: establece que un campo magnético variable en el tiempo induce una fuerza electromotriz en un circuito eléctrico.
La ley de Lenz: establece que la dirección de la corriente inducida por un campo magnético variable es tal que se opone a la variación del campo magnético que la produce.
La ley de Ohm se enuncia de la siguiente manera: La corriente (I) en amperios que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje e inversamente proporcional a la resistencia en ohmios. Esto quiere decir que la corriente aumenta, al aumentar el voltaje, pero disminuye, al aumentar la resistencia.
Toda corriente eléctrica, al recorrer un conductor de cualquier clase, genera un aumento de temperatura. A este fenómeno se le conoce como efecto Joule. Entre las leyes de la electricidad, esta es muy interesante por sus múltiples aplicaciones.
El efecto Joule es útil y aplicable en la construcción de estufas, hornos, secadores de pelo, planchas, calentadores, equipos de aire acondicionado y cualquier otro aparato eléctrico cuya utilidad sea liberar calor. Sin embargo, el efecto Joule es inconveniente en componentes electrónicos, como los procesadores de los computadores, algunos circuitos integrados y transistores, donde es necesario colocar piezas de metal llamadas disipadores acompañadas, en algunos casos, de ventiladores, con el fin de dispersar el calor liberado.
La cantidad de calor liberado por un circuito eléctrico, es la medida del trabajo realizado por dicho circuito. El trabajo se representa con la letra W, y se mide julios. El efecto Joule o ley de Joule, se enuncia de la siguiente manera: “El trabajo (W), realizado por un circuito es proporcional al cuadrado de la corriente (I2), a la resistencia (R) y al tiempo (t), que dura conectado el circuito”. Y se expresa mediante la fórmula:
W = I2 × R × t
Con base en la ley de Ohm, se obtienen las fórmulas relacionadas a continuación:
W=(v2*t)/R
Esta expresión sirve para calcular el trabajo (W), elevando el voltaje (v) al cuadrado, multiplicándolo por el tiempo (t) y dividiendo entre la resistencia (R).
W = I × v × t
Con esta fórmula se puede calcular el trabajo (W), multiplicando la corriente (I) por el voltaje (v) y por el tiempo (t).
La ley de Watt es fundamental entre las leyes de la electricidad. Permite calcular la potencia (P) de un circuito eléctrico. La potencia es el trabajo realizado en la unidad de tiempo. La fórmula de la potencia (P) es:
P=W/t
Donde W, es el trabajo y t, es el tiempo. La unidad de potencia es el watt o vatio.