Índice:

Introducción

Corriente eléctrica

Vector densidad de corriente

Ecuación de continuidad

Ley de Ohm

FEM

Diferencia de potencial y potencia eléctrica

Circuitos resistivos simples

Leyes de Kirchhoff

Ley de Joule

Conclusión

Referencias

Introducción:
Se realizo esta investigación a partir de los temas que se verán en la unidad 3 de
electromagnetismo para conocer la importancia de comprender los conceptos de voltaje,
corriente y resistencia y que forman partes de diversos circuitos tales como los de en serie,
paralelo y mixtos, para poder realizar cálculos de lo ya mencionado además del resto de los
temas que hay en la investigación.
Corriente eléctrica:
Se llama corriente eléctrica al flujo de carga eléctrica a través de un material conductor,
debido al desplazamiento de los electrones que orbitan el núcleo de los átomos que
componen al conductor.

Según el Sistema Internacional (SI), esta intensidad se mide normalmente en Culombios por
segundo (C/s), lo que equivale a un amperio (A), unidad básica en el campo de la electricidad
y de uso común, que obtiene su nombre del físico francés André-Marie Ampère. Para medir la
intensidad de la corriente eléctrica se emplea un galvanómetro o amperímetro.

Tipos de corriente eléctrica

Corriente continua (CC). También llamada corriente directa (CD), consiste en un flujo de
cargas eléctricas que no cambia su sentido en el tiempo, es decir, que se produce en base a
una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) cuyos terminales de mayor y menor potencial
no son intercambiables. Dicho de otro modo, su sentido de circulación es siempre el mismo.

Corriente alterna (CA). A diferencia de la continua, se trata de una corriente eléctrica cuyo
sentido y dirección varía cíclicamente.

Corriente trifásica. La corriente trifásica es la forma de electricidad más comúnmente

generada y consiste en tres corrientes alternas de idéntica frecuencia y amplitud, dadas en
un orden determinado y llamadas fases.

Corriente monofásica. Se obtiene tomando una sola fase de la corriente trifásica y un cable
neutro, lo cual permite aprovechar la transmisión de energía en una tensión baja (230 voltios).

Vector densidad de corriente:

Se denomina densidad de corriente a la cantidad de corriente por unidad de área a través de
un conductor. Es una magnitud vectorial, y su módulo está dado por el cociente entre la
corriente instantánea I que atraviesa la sección transversal del conductor y el área S de esta,
de manera que:
𝐼
𝐽=
𝑆
De la definición de la densidad se tiene que se mueve en C·(m/s) /m³ = A/m² donde un
amperio (A) es igual a 1 C/s.
Ecuación de continuidad:
La ecuación de continuidad en el contexto del electromagnetismo es una ley fundamental
que establece la conservación de la carga eléctrica en un sistema. Esta ecuación es una
consecuencia directa de la ley de conservación de la carga eléctrica y se expresa
matemáticamente de la siguiente manera:
𝜕𝑡
𝛻∗𝐽+ =0
𝜕𝜌
Donde:

∇⋅J es la divergencia del vector de densidad de corriente eléctrica (J).

ρ es la densidad de carga eléctrica.

∂ρ/∂t es la derivada parcial de la densidad de carga con respecto al tiempo.

Ley de Ohm:
La ley de Ohm se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y
resistencia en un circuito eléctrico.

Concepto: Definición: Unidad de medida: Símbolo:

Diferencia de Es el impulso que Volt [V]

potencial (V) necesita una carga
eléctrica para que
pueda fluir por un
conductor de un
circuito eléctrico.

Corriente eléctrica Flujo de carga Ampere [A]

(I) eléctrica que circula
a través de un
material por unidad
de tiempo.
Resistencia eléctrica Es la propiedad que Ohm [Ω]
(R) posee un material
para oponerse al
paso de electrones a
través de él.
 Figura 1. La ley de Ohm y sus fórmulas para calcular voltaje, intensidad y resistencia.

FEM
Para tener una corriente en un circuito eléctrico se necesita un dispositivo, como una batería
o un generador eléctrico, que transforme un tipo de energía (química, mecánica o lumínica,
por ejemplo) en energía eléctrica. A tal dispositivo se le llama fuente de fuerza electromotriz o
de fem.

Los dispositivos llamados transductores eléctricos proporcionan una fem mediante la

conversión de otras formas de energía en energía eléctrica, como baterías (que convierten
energía química) o generadores (que convierten energía mecánica). Esta conversión de
energía se consigue mediante fuerzas físicas aplicando trabajo físico sobre cargas eléctricas.
Sin embargo, el término "fuerza electromotriz" no es realmente una fuerza. El error de Volta
de etiquetarla como "fuerza" es un nombre erróneo que persiste como reliquia histórica.
Diferencia de potencial y potencia eléctrica:
Se define el potencial eléctrico V en un punto de un campo eléctrico como el cociente entre
la energía potencia eléctrica que tendría una carga q0 colocada en ese punto y el valor de
dicha carga.

Por tanto, despejando de la expresión:

𝑈 = 𝑞0 · 𝑉
Se tiene que:
𝑈
𝑉 =
𝑞0
Siendo:

V, el potencial eléctrico, en J/C

U, la energía potencial eléctrica, en J

q0, la carga eléctrica, en C

Circuitos resistivos simples:

Los circuitos resistivos, aquellos en los que los receptores son resistencias, se clasifican en
tres tipos principales de acuerdo con el tipo de conexión de las resistencias:

Circuitos serie. Son aquellos en los que las resistencias se colocan una detrás de la otra de
forma que el final de cada resistencia se conecta con el principio de la siguiente (llamamos
principio de una R al lugar por el que le llega la resistencia y final al punto por el que sale) y así
sucesivamente.

𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅𝑛 … … … 𝑅𝑛
Circuitos paralelos. Son aquellos en los que los principios de las resistencias se encuentran
unidos entre sí mediante un cable, y los finales de las resistencias también están unidos
entre mediante otro cable. En este caso todos los receptores se encuentran sometidos al
mismo voltaje y es el tipo de conexión más frecuente, la que tenemos en casa.
1
𝑅𝑇 =
1 1 1 1
+ + ………
𝑅1 𝑅2 𝑅𝑛 𝑅𝑛
Circuitos mixtos. Se resuelven como una combinación de los dos casos anteriores. La figura a
es un ejemplo de este tipo de circuitos.
 Figura 2. Un ejemplo de un circuito mixto compuesto por circuitos en serie y paralelo.

Leyes de Kirchhoff:
En el análisis de circuitos eléctricos no suele ser suficiente con emplear la ley de Ohm, para
ello se acude a las leyes de Kirchhoff que complementan el análisis de circuitos como una
herramienta eficaz para analizar y resolver una gran variedad de circuitos eléctricos. Las leyes
de Kirchhoff se llaman así en honor al físico alemán Gustav Robert Kirchhoff quien introdujo
la ley de corriente (o primera ley de Kirchhoff) y ley de tensión (o segunda ley de Kirchhoff).

Primera ley: Ley de corriente de Kirchhoff

La ley de corriente de Kirchhoff o primera ley está basada en la ley de la conservación de la

carga, lo cual implica que la suma algebraica de las cargas dentro de un sistema no puede
cambiar.

“Estableciendo en la ley de corriente de Kirchhoff (o LCK por sus siglas) que, la suma
algebraica de las corrientes que entran a un nodo es cero.”

Segunda ley: Ley de voltaje de Kirchhoff

La ley de voltaje de Kirchhoff o segunda ley está basada en el principio de conservación de la

energía, lo cual implica que la suma algebraica de la energía producida dentro de un sistema
siempre permanece constante.

“Estableciendo en la ley de voltaje de Kirchhoff (o LTK por sus siglas) que, la suma algebraica
de las tensiones en una trayectoria cerrada (o malla) es cero.”
Ley de Joule:
La ley de Joule muestra la relación que existe entre el calor generado por una corriente
eléctrica que fluye a través de un conductor, la corriente misma, la resistencia del conductor
y el tiempo que la corriente existe.

La ley de Joule se puede establecer como la cantidad de calor (Q) que se genera en un
conductor de resistencia (R), cuando una corriente (I) pasa a través de él por un espacio de
tiempo (t).

Este calor es directamente proporcional a:

El cuadrado de la corriente, la resistencia del conductor, el tiempo que fluye la corriente por
el conductor.

𝑄 = 𝐼2 ∗ 𝑅 ∗ 𝑡
Donde:

Q es la cantidad de calor expresado en Julios (J)

I es la corriente eléctrica que fluye a través de un conductor expresado en amperios (A)

R es el valor de la resistencia eléctrica presente en el conductor expresada en ohmios (R)

t es la cantidad de tiempo durante el cual esto ocurre expresado en segundos (s).

Conclusión:
En resumen, el estudio de la corriente eléctrica y sus fenómenos asociados es fundamental
en la comprensión y aplicación de los principios básicos de la electricidad, con esta
investigación me permitió conocer los conceptos primordiales del tema 3 y comprender
mejor los ejercicios que se realizaron en clase.
Referencias:
Administrador. (2022, 17 marzo). ¿Qué es la Ley de Joule? Fórmula de la Ley de Joule -

Electrónica Unicrom. Electrónica Unicrom. https://unicrom.com/ley-de-joule/

colaboradores de Wikipedia. (2023a, octubre 29). Ecuación de continuidad. Wikipedia, la

Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_continuidad

colaboradores de Wikipedia. (2023b, noviembre 22). Fuerza electromotriz. Wikipedia, la

Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotriz

Fernández, J. L. (s. f.). Ley de OHM. Fisicalab. https://www.fisicalab.com/apartado/ley-de-

ohm

Latam, M. (2020, 6 julio). Leyes de Kirchhoff. Mecatrónica LATAM.

https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/teoria/leyes-de-kirchhoff/

Leskow, E. C. (2021, 15 julio). Corriente Eléctrica - Concepto, intensidad, tipos y efectos.

Concepto. https://concepto.de/corriente-electrica/

Ley de OHM. (2021, 1 marzo). Portal Académico del CCH.

https://portalacademico.cch.unam.mx/cibernetica1/implementacion-de-circuitos-

logicos/ley-de-ohm

Prezi, C. E. o. M. O. (s. f.). ecuacion de continuidad y tiempo de relajacion. prezi.com.

https://prezi.com/42wigrbvnif6/ecuacion-de-continuidad-y-tiempo-de-relajacion/

Tipos de circuitos resistivos. (s. f.).

https://tecnologiapirineos.blogspot.com/2012/03/electricidad-circuitos-

resistivos.html
Tomé, C. (2017, 2 mayo). La diferencia de potencial eléctrico. Cuaderno de Cultura

Científica. https://culturacientifica.com/2016/04/12/la-diferencia-potencial-

electrico/

Zapata, F. (2023, 3 octubre). Densidad de corriente. Lifeder.

https://www.lifeder.com/densidad-corriente/