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05 Unidad V Materiales Electricos.pdf
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UNIDAD5
MATERIALESELCTRICOS
1 Ing.Wilber
Corrienteydensidaddecorriente
Elamperiooampere(smboloA),eslaunidaddeintensidaddecorrienteelctrica.FormapartedelasunidadesbsicasenelSistemaInternacionalde
UnidadesyfuenombradoenhonordeAndrMarieAmpre.
Eslacorrienteelctrica(I)queproduceunafuerzade2x107newtonpormetroentredosconductores
paralelosseparadospor1metro.1A=1Coulombio/segundo1A=1000mA(miliamperio)
2 Ing.Wilber
Corrienteydensidaddecorriente
Lacorriente(enamperes)atravsdeunreadadaeslacargaelctricaquepasaporesareaporunidadde
tiempo.
3 Ing.Wilber
I= dQdt
I=Q t
Densidaddecorriente
Ladensidaddecorrienteelctricasedefinecomounamagnitudvectorialquetieneunidadesdecorrienteelctricaporunidaddesuperficie,es
decir,intensidadporunidadderea.Matemticamente,lacorrienteyladensidadde
corrienteserelacionancomo:
4 Ing.Wilber
I= JdS
Diferentesdensidaddecorrientes
Segnsealafuentequegenerelaintensidaddecorriente,ladensidaddecorrientepodraserdeconveccin,conduccinodesplazamiento.
Densidaddecorrienteporconveccin,serelacionaconunacorrienteatravsdeunmedionoconductor.
/home/wilber/dwhelper/EMA/Campoelctrico.flv
Densidaddecorrienteporconduccinsepresentacuandolacorrientefluyeporconductores
DensidaddecorrientededesplazamientoDeberesperarunpardeunidadesparadefinirla.
5 Ing.Wilber
Densidaddecorriente
Corrientecruzandounaseccindeformaperpendicular
Recordarquecorrienteescargaporunidadtiempo
:Eslavelocidaddearrastre
6 Ing.Wilber
I=J n S
I=Q t
=v S l t
=v S u
Velocidaddearrastre
Cuandoseaplicauncampoelctricoaunconductor,loselectrones son acelerados por el campo, aunque estaenerga cintica es inmediatamente disipada por loschoques con los iones de la red. Los electrones soncontinuamenteaceleradosyfrenadosenunmovimientosimilaraladelascanicasdelafigura.Elresultadonetode esta aceleracin y disipacin es una velocidad deequilibriomuybajadenominadavelocidaddearrastre.
7 Ing.Wilber
Densidaddecorriente
Corrienteenunfilamento
Densidaddecorriente(Componentedelfilamento)
DensidaddecorrienteEncualquierdireccin
8 Ing.Wilber
J y= I S
=v u y
J=v u
Densidaddecorrientedeconduccin
Laintensidaddecorrientesepresentaenmaterialesconductores,porloqueloselectronesnofluirnlibrementeyaquechocanconlareddeelectrones
presentesenelmaterial.
9 Ing.Wilber
Densidaddecorrientedeconduccin
Fuerzasobreelectrones
Aplicandola2leydeNewton
VelocidaddederivaPromedio
:intervalotemporalpromedioentrecolisiones.10 Ing.Wilber
F=e E
mu =e E
u= e m
E
Densidaddecorrientedeconduccin
Sihaynelectronesporunidaddevolumen
Porlotantoladensidaddecorrienteporconduccin,setiene:
11 Ing.Wilber
v=ne
J=v u=ne2 m
E= E
Densidaddecorrientedeconduccin
EslaleydeOhmenformapuntual
Dondeeslaconductividaddelconductor.
12 Ing.Wilber
J= E
ConductividadElctrica.
13 Ing.Wilber
ConductividadElctrica.
14 Ing.Wilber
Continuidaddelacorriente
Elprincipiodeconservacindelacargasefundamentaenquelascargasnosecreannisedestruyen,aunquecantidadesigualesdecargas
positivasynegativaspuedensersimultneamentecreadas,obtenidasporseparacin,destruidasoperdidaspor
recombinacin.
15 Ing.Wilber
Continuidaddelacorriente
Sedebetenerenmentequeunadisminucindecargapositivatambinsepuedevercomounaumentode
carganegativa.
16 Ing.Wilber
Continuidaddelacorriente
Porloquesedebecumplirque
AplicandoelteoremadelaDivergencia
Comparandolosresultadosanteriores
17 Ing.Wilber
Continuidaddelacorriente
Lasderivadasseconviertenenparcialesalinteriordelaintegral.
Laecuacindecontinuidades:
18 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Unconductorperfectonopuedeconteneruncampoelectrostticoensuinterior,porloqueunconductorseconsideracomouncuerpo
equipotencial
19 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
20 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Cuandounconductornoperfectosesometeaunadiferenciade
potencial,lacampoelctriconoescero.Porloquenoexistecondicionesestticas.
21 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Diferenciadepotencial:
Densidaddecorrienteeintensidaddecorriente:
22 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
ResistenciaElctrica:
23 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Resistencia Elctrica segn en anlisis de circuitos ysegnanlisisdecampos:
24 Ing.Wilber
R=VI= Edl EdS
R= L A
=VI
Conductoresmetlicos
Quesunaconexinserie?Quesunaconexinparalela?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenserie?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenparalelo?
25 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Quesunaconexinserie?
26 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Quesunaconexinserie?Quesunaconexinparalela?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenserie?Cul es la resistencia equivalente de unaconexinenparalelo?
27 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Quesunaconexinparalela?
28 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
CuleslaresistenciaentrelosextremosAB?
29 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
CuleslaresistenciaentrelosextremosAB?
30 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
Cul es la resistencia entre los extremos delconotruncado?
31 Ing.Wilber
Conductoresmetlicos
LapotenciaP(enwatts)eslarapidezdecambiodelaenergaW(enjoules)
ofuerzaporvelocidad.
32 Ing.Wilber
vdv Eu= Evu dv
P= EJ dv
Conductoresmetlicos
SeconocecomoleydeJoule.
Clculodepotencia
33 Ing.Wilber
P= EJ dv
P= E dl J dS=V I P=I 2R
Propiedadesdelosconductoresycondicionesdefrontera
34 Ing.Wilber
Propiedadesdelosconductoresycondicionesdefrontera
35 Ing.Wilber
Propiedadesdelosconductoresycondicionesdefrontera
36 Ing.Wilber
Cargainducidaenunconductoresfrico
file:///home/wilber/Documentos/Asignaturas/EMA115/Libros/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htmhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htm
37 Ing.Wilber
file:///home/wilber/Documentos/Asignaturas/EMA115/EMA115%20Presentaciones/Libros/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htmhttp://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/inducida/inducida.htm
Semiconductores
Sercubiertoenlatareaexaula.
38 Ing.Wilber
Tareaexaula:8deoctubre
Presentaruninformeformarengruposdetrespersonas.Lostemasquese
investigarnson:Conductores,semiconductores,aislantesy
superconductividad.
Presentarresumendeleccin30y31delosvdeosdelUniversoMecnico.
39 Ing.Wilber
Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
Proyeccintangencialalasuperficie
40 Ing.Wilber
Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
Proyeccinnormalalasuperficie
Sinohaycargaenlasuperficie:
41 Ing.Wilber
Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
Componentesnormales:
Componentestangenciales:
42 Ing.Wilber
Condicionesdefronteraparamaterialesdielctricosperfectos
ngulosdeentradaysalida:
Magnituddecampoydensidaddecampoelctrico
43 Ing.Wilber
Capacitancia
Lacargaelctricaendosconductoresesdirectamenteproporcionalaladiferenciadepotencialentrelosconductores.
44 Ing.Wilber
C=Eds-
+EdL
C= QV O
ClculodeCapacitancia
Capacitordeplacasparalelas
45 Ing.Wilber
E=s0=
Q0 A
V=E d=Qd0 A
C= QV
= QQd /0 A
ClculodeCapacitancia
Dosesferasconcntricas
46 Ing.Wilber
V bV a=abE r dr=
Q40
ab drr2
V bV a=Q
4 0( 1b1a)
V=V bV a=Q
40(ba)ab
C= qV
=V bV a=40abba
Combinacionesdecapacitancia
Conexinenparalelo
47 Ing.Wilber
Combinacionesdecapacitancia
Conexinenserie
48 Ing.Wilber
Combinacionesdecapacitancia
Conexinenserie
49 Ing.Wilber
Combinacionesdecapacitancia
Combinacinserieyparalelo.
50 Ing.Wilber
Energaalmacenadaenuncapacitor
Diferencialdetrabajo:
Parauncapacitordeplacasparalelas
51 Ing.Wilber
...
FINDECONTENIDO.
52 Ing.Wilber
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