Tema 1: Formulario básico de Electricidad.
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Ley de Coulomb
2
21
d
QQKF
F: fuerza de atracción y repulsión (Newtons, N).
Q1 y Q2: cargas eléctricas (culombios, C).
d: distancia entre las cargas (metros, m).
K: constante de proporcionalidad (N·m2·C-2, 2
2
C
mN ).
En el aire o en el vacío:
2
29109
C
mNK
En cualquier otro medio:
4
1K
ε: es permitividad o constante dieléctrica del medio.
Intensidad de campo eléctrico
2
11
d
QKE
y 2
22
d
QKE
1
E y 2
E : intensidad de campo eléctrico (C
N).
Q1 y Q2: cargas eléctricas (culombios, C).
d: distancia entre las cargas (metros, m).
K: constante de proporcionalidad (N·m·C-2, 2C
mN ).
Circuito eléctrico
1 culombio = 6,3 · 1018 electrones
1 electrón tiene Q = -1,602 · 10-19 C
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Intensidad de corriente eléctrica Tensión eléctrica, voltaje o
diferencia de potencial (ddp)
t
QI
Q
EVVV BA
I: intensidad de corriente (amperios, A).
Q: carga eléctrica (culombios, C).
t: tiempo (segundos, s).
VA: voltaje en el punto A (voltios, V).
VB: voltaje en el punto B (voltios, V).
E: energía (julios, J).
Q: carga eléctrica (culombios, C).
Resistencia de un conductor
S
LR
De esta fórmula se deduce:
SRL
y
LRS
R: resistencia del conductor (ohmios, Ω).
ρ: coeficiente de resistividad a 20 C (Ω·mm2/m, m
mm2).
L: longitud del conductor (m).
S: sección del conductor (mm2). Se calcula como: 4
2dS
, 2rS
d: diámetro del conductor (mm).
r: radio del conductor (mm).
Valores de la resistividad, a 20 C de temperatura, para diferentes materiales:
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En los conductores metálicos, la resistividad viene determinada por la expresión:
CTCT 201)20(
T: temperatura (˚C).
ρ(T): resistividad eléctrica a una temperatura (Ω·m).
ρ(20˚C): coeficiente de resistividad a 20 C (Ω·m).
: coeficiente de temperatura (˚C-1). Representa el aumento de resistencia del material en cuestión por cada grado que aumentamos la temperatura.
Valores de la resistividad y temperatura para diferentes materiales:
Otra forma de calcular la resistencia a una temperatura dada (R(T)) es conociendo
la temperatura de la resistencia en frío (R(20C)), la elevación de la temperatura (ΔT) y el
coeficiente de temperatura ( ) que será diferente para cada material.
TRR CT 120
ΔT = T – 20 ˚C
Si la resistencia no está a temperatura ambiente (20 C) sino a otra (T1) y se
quiere elevar la temperatura (T2), entonces las fórmulas serían:
TRR TT 112
ΔT = T2 – T1
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Ley de Ohm
R
VI
R: resistencia (ohmios, Ω).
V: tensión eléctrica (voltios, V).
I: intensidad (amperios, A).
De esta fórmula se deduce: RIV y I
VR
Ley de Watt
IVP
P: potencia (vatios, W).
V: tensión (voltios, V).
I: intensidad (amperios, A).
Fórmulas
Energía eléctrica Ley de Joule
tPE
E: energía (julios, J).
P: potencia (vatios, V).
t: tiempo (segundos, s).
EH 24,0
H: calor generado (calorías).
E: energía (julios, J).
tRIH 224,0
E = W·s = Julios E = KW·h = kilovatios · hora
I: intensidad (A)
V: tensión o voltaje (V)
P: potencia (W)
R: resistencia (Ω)