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 n° 1.
Entre dos puntos de un conductor:
Concepto | Intensidad de corriente (i) | Carga eléctrica (q) | Tiempo (t) |
---|
Unidad | A (Ampere) | C (Coulomb) | s (segundos) |
Fórmula |
| q = i·t |
|
Unidades del S.I. |
| C = A·s |
|
Intensidad de corriente, tensión y resistencia
Relación n° 2.
Concepto | Intensidad de corriente (i) | Tensión (V) | Resistencia (R) |
---|
Unidad | A (Ampere) | V (Volt) | Ω (Ohm) |
Fórmula |
| V = i·R |
|
Unidades del S.I. |
| V = A·Ω |
|
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 n° 3.
Las relaciones n° 1 y n° 2 nos permiten establecer la relación n° 3.
Concepto | Tensión (V) | Resistencia (R) | Carga eléctrica (q) | Tiempo (t) |
---|
Unidad | V (Volt) | Ω (Ohm) | C (Coulomb) | s (segundos) |
Fórmula |
|
|
|
|
Unidades del S.I. |
|
|
|
|
Resistencia, temperatura y coeficiente térmico del material
Relación n° 4.
Concepto | Resistencia (R) | Temperatura (T) | Coeficiente térmico (α) |
---|
Unidad | Ω (Ohm) | °C | 1/°C |
Fórmula | R = R₀·(1 + α·T) |
|
|
Unidades del S.I. | Ω = Ω·[1 + (1/°C)·°C] |
|
|
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 n° 5.
Las relaciones n° 2, n ° 3 y n° 4 nos permiten establecer las siguientes relaciones para variaciones de temperatura en el conductor:
Concepto | Tensión (V) | Intensidad de corriente (i) | Carga eléctrica (q) | Tiempo (t) |
---|
Unidad | V (Volt) | A (Ampere) | C (Coulomb) | s (segundos) |
Fórmula |
|
|
|
|
Coeficiente de resistividad, temperatura y coeficiente térmico del material
Relación n° 6.
Concepto | Coeficiente de resistividad (ρ) | Temperatura (T) | Coeficiente térmico (α) |
---|
Unidad | Ω·m u Ω·mm²/m | °C | 1/°C |
Fórmula | ρ = ρ₀·[1 + α·(T - T₀)] |
|
|
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 n° 7.
Concepto | Resistencia (R) | Coeficiente de resistividad (ρ) | Longitud (L) | Sección (S) |
---|
Unidad | Ω (Ohm) | Ω·m u Ω·mm²/m | m (metro) | m² o mm² |
Fórmula |
|
|
|
|
Unidades del S.I. |
|
|
|
|
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 n° 8.
Las relaciones n° 6 y n° 7 nos permiten establecer la relación n° 8.
Concepto | Resistencia (R) | Longitud (L) | Sección (S) |
---|
Unidad | Ω (Ohm) | m (metro) | m² o mm² |
Fórmula |
|
|
|
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:
Nₑ = 6,27·10¹⁸ e⁻/C·q ⇔ q = | Nₑ |
6,27·10¹⁸ e⁻/C |
Resistencia, carga eléctrica y número de electrones
Relación n° 9.
Concepto | Tensión (V) | Resistencia (R) | Intensidad de corriente (i) | Tiempo (t) |
---|
Unidad | V (Volt) | Ω (Ohm) | A (Ampere) | s (segundos) |
Fórmula |
|
|
|
|
Trabajo eléctrico, carga eléctrica y tensión
Relación n° 10.
Concepto | Trabajo (L) | Carga eléctrica (q) | Tensión (V) |
---|
Unidad | J (Joule) | C (Coulomb) | V (Volt) |
Fórmula | L = q·V |
|
|
Unidades del S.I. | J = C·V |
|
|
Potencia, trabajo eléctrico y tiempo
Relación n° 11.
Concepto | Potencia (P) | Trabajo (L) | Tiempo (t) |
---|
Unidad | W (Watt) | J (Joule) | s (segundos) |
Fórmula |
| L = P·t |
|
Unidades del S.I. |
| J = W·s |
|
Potencia, carga eléctrica, tensión y tiempo
Relación n° 12.
Las relaciones n° 10 y n° 11 nos permiten establecer la relación n° 12.
Concepto | Potencia (P) | Carga eléctrica (q) | Tensión (V) | Tiempo (t) |
---|
Unidad | W (Watt) | C (Coulomb) | V (Volt) | s (segundos) |
Fórmula |
|
|
|
|
Unidades del S.I. |
|
|
|
|
Potencia, intensidad de corriente, tensión y resistencia
Relación n° 13.
De las relaciones anteriores podemos establecer las siguientes expresiones de potencia eléctrica:
Concepto | Potencia (P) |
---|
Unidad | W (Watt) |
Fórmula | P = i·V | P = i²·R |
|
|
Carga del electrón y trabajo eléctrico
qₑ = 1,6·10⁻¹⁹ C (carga del electrón)
L = qₑ·V
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina