Bioelectricidad y Biomagnetismo
Carlos Sandoval
Universidad Antonio Nariño
3/04/2013
Carlos Sandoval
Corriente eléctrica
Carlos Sandoval
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La corriente eléctrica es la rapidez a la cual fluye la carga por una superficie•
La corriente promedio:•
La corriente instantánea:•
La unidad de corriente es el amperio:Modelo microscópico de la corriente
Carlos Sandoval
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Considere un conductor de área de sección transversal A•
El volúmen de una sección del conductor de longitud Δx es V=A Δx•
Si n es el número deportadores de carga por unidad de volúmen, entonces el
número de cargas será nA Δx
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La carga en esta sección sera entonces:Modelo microscópico de la corriente
Carlos Sandoval
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Si los portadores de mueven con una rapidez Vd, ladistancia que recorren es
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Se puede escribir entonces:•
Dividiendo ambos lados por el intervalo de tiempo:Ejemplo
Carlos Sandoval
Ejemplo
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Ejemplo
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Densidad de corriente
Carlos Sandoval
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Suponga un conductor de área de sección transversal A que conduce una corriente I•
La densidad de corriente J se define como la corriente por unidad de área•
En general la densidad de corriente es una cantidad vectorial•
La densidad de corriente al igual que la corriente, está en la dirección del movimiento de los portadores de carga positivaResistencia y ley de Ohm
Carlos Sandoval
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Cuando se mantiene una diferencia de potencial en unconductor, se establece una densidad de corriente y un campo eléctrico
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En algunos materiales, estas dos cantidades son proporcionales:•
La constante σ recibe el nombre de conductividad, y depende del material•
A los materiales que cumplen con esta relación se les llama“Ohmnicos”, ya que cumplen con esta regla, la llamada ley de Ohm
Resistencia y ley de Ohm
Carlos Sandoval
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Es útil escribir la ley de Ohm en términos de la diferencia de potencial aplicada al conductor:•
Esta R es la resistencia del material y esta es la forma mas común de la ley de OhmResistencia y ley de Ohm
Carlos Sandoval
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La resistencia tiene entonces unidades, los Ohmnios:Resistencia y ley de Ohm
Carlos Sandoval
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Otra cantidad usada es la resistividadEjemplo
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Circuitos de corriente continua:
Fuerza electromotriz (fem)
Carlos Sandoval
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Una fem es un dispositivo, como una batería o un generador, que produce un campo eléctrico, haciendo que las cargas se muevan alrededor de un circuito•
Una fem es como una “bomba” de carga•
Cuando existe una diferencia de potencial, la fuente mueve las cargas desde el potencial mas bajo hasta el mas altoCombinación de resistencias:
en serie
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Las corrientes son iguales, los voltajes no:Combinación de resistencias:
en paralelo
Carlos Sandoval
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Los voltajes son iguales, las corrientes no:Ejemplo
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Reglas de Kirchhoff
Carlos Sandoval
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La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodoReglas de Kirchhoff
Carlos Sandoval
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La suma de las diferencias de potencial a través de todos los elementos de un circuito cerrado es cero:Notación
Carlos Sandoval
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La diferencia de potencial se toma negativa si la corriente va en la misma dirección de laresistencia
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La diferencia de potencial se toma positiva si la corriente va en la dirección opuesta a laresistencia
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La diferencia de potencial se toma positiva si la dirección en la fem es de negativo a positiva•
La diferencia de potencial se toma negativa si la dirección en la fem es de positivo a negativoEjemplo
Carlos Sandoval
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Las direcciones de las corrientes en el circuito se toman arbitrariamente•
Se lee siempe el circuito en el sentido de las manecillas del reloj•
Primero se consideran losnodos y se usa la primera regla:
Ejemplo
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Luego se identifican los circuitos cerrados o mallas:Ejemplo
Carlos Sandoval
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Luego se identifican los circuitos cerrados o mallas:Ejemplo
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Tenemos entonces un sistema de 3 ecuaciones con 3incógnitas:
Ejemplo
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Reemplazamos•
En•
Obteniendo:Ejemplo
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Podemos también dividir por 2 cada término en•
Obteniendo:•
Sustrayendo esto del resultado anterior:•
Obtenemos:Ejemplo
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