Resumen de fórmulas y conceptos para resolver ejercicios de electrodinámica

Por norma se deben utilizar las unidades del S.I.

Si las unidades de medida no vienen dadas en el mismo sistema se deben convertir a un mismo sistema de medidas, caso contrario puede conducir a errores.

El uso correcto de las unidades de medida cuando se realizan los cálculos permite saber si el resultado es correcto o no. Siempre verificar que el resultado se corresponda con su unidad de medida.

Intensidad de corriente, carga eléctrica y tiempo

Relación nº 1.

Entre dos puntos de un conductor:

Intensidad de corriente, tensión y resistencia

Relación nº 2.

Nota: tensión, caída de tensión, potencial y diferencia de potencial son conceptos sutilmente distintos, pero todos se refieren a una diferencia de voltaje entre dos puntos de un conductor y se miden en las mismas unidades.

Tensión, resistencia, carga eléctrica y tiempo

Relación nº 3.

Las relaciones nº 1 y nº 2 nos permiten establecer la relación nº 3.

Resistencia, temperatura y coeficiente térmico del material

Relación nº 4.

Ver tabla de los coeficientes térmicos de resistencia

R₀: resistencia en condiciones normales (para temperaturas de 0 °C ó 20 °C).

α: coeficiente térmico del material (1/°C). Los datos de tabla para el valor de α vienen dados a temperaturas de 0 °C ó 20 °C, depende del autor de la tabla de datos y se indica en cada caso.

T: temperatura de medición (°C). Se supone distinta a 0 °C ó 20 °C.

Tensión, intensidad de corriente, carga eléctrica y tiempo

Relación nº 5.

Las relaciones nº 2, n ° 3 y nº 4 nos permiten establecer las siguientes relaciones para variaciones de temperatura en el conductor:

Coeficiente de resistividad, temperatura y coeficiente térmico del material

Relación nº 6.

Ver tabla de resistividad de conductores

ρ: coeficiente de resistividad (Ω·m u Ω·mm²/m), corresponde a la temperatura de medición.

ρ₀: coeficiente de resistividad (Ω·m u Ω·mm²/m), corresponde a una temperatura de referencia de 0 °C ó 20 °C, depende del autor de la tabla de datos y se indica en cada caso.

T₀: corresponde a una temperatura de referencia de 0 °C ó 20 °C.

T: temperatura de medición (°C).

ΔT = T - T₀

α: coeficiente térmico del material (1/°C). Los datos de tabla para el valor de α vienen dados a temperaturas de 0 °C ó 20 °C, depende del autor de la tabla de datos y se indica en cada caso.

Las unidades del coeficiente de resistividad pueden ser Ω·m u Ω·mm²/m, dependiendo de la aplicación, para conductores delgados, donde la sección se mide en mm², es conveniente usar Ω·mm²/m. En las tablas de datos suele presentarse el valor en ambas unidades.

El coeficiente de resistividad es para conductores isótropos y homogéneos.

Resistencia, coeficiente de resistividad, longitud y sección del conductor

Relación nº 7.

L: longitud del conductor (m).

S: sección del conductor (m² o mm²).

Resistencia, coeficiente de resistividad, longitud, sección del conductor, temperatura y coeficiente térmico del material

Relación nº 8.

Las relaciones nº 6 y nº 7 nos permiten establecer la relación nº 8.

Equivalencia Coulomb-cantidad de electrones

1 coulomb equivale a 6,27·10¹⁸ veces la carga del electrón.

El número de electrones que circulan por un conductor es:

Resistencia, carga eléctrica y número de electrones

Relación nº 9.

Trabajo eléctrico, carga eléctrica y tensión

Relación nº 10.

Potencia, trabajo eléctrico y tiempo

Relación nº 11.

Potencia, carga eléctrica, tensión y tiempo

Relación nº 12.

Las relaciones nº 10 y nº 11 nos permiten establecer la relación nº 12.

Potencia, intensidad de corriente, tensión y resistencia

Relación nº 13.

De las relaciones anteriores podemos establecer las siguientes expresiones de potencia eléctrica:

Carga del electrón y trabajo eléctrico

qₑ = 1,6·10⁻¹⁹ C (carga del electrón)

L = qₑ·V

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina