Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

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Electricidad Actual


Introducción

La electricidad actual significa el flujo de carga eléctrica en un conductor eléctrico. Es el flujo constante de electrones a través de un conductor, que suele ser un cable. La electricidad actual es importante de entender porque alimenta los aparatos cotidianos, la tecnología y numerosos dispositivos de los que dependemos todos los días. Vamos a profundizar en el mundo de la electricidad actual y explorar los conceptos clave, componentes y aplicaciones.

Conceptos básicos

El concepto básico de corriente eléctrica gira en torno al movimiento y flujo de cargas eléctricas. Estas cargas son generalmente electrones que se mueven en una dirección consistente, facilitados por una diferencia de voltaje. Los principales aspectos que exploraremos incluyen la carga eléctrica, la corriente eléctrica, el voltaje, la resistencia y los circuitos eléctricos.

Carga eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad de partículas subatómicas como electrones y protones. Los electrones tienen carga negativa, mientras que los protones tienen carga positiva. En los metales, estos electrones se mueven libremente, lo que es responsable de la corriente eléctrica.

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es la tasa a la que la carga eléctrica pasa por un punto en un circuito. Se mide en amperios (A). Cuando hablamos de corriente, estamos hablando del flujo de electrones de un punto a otro. Esto se puede visualizar como el agua fluyendo a través de una tubería.

I = Q / t

En la ecuación anterior, I representa la corriente en amperios, Q representa la carga eléctrica en coulombs, y t representa el tiempo en segundos.

Flujo de corriente Dirección de corriente

Voltaje

El voltaje, también llamado diferencia de potencial eléctrico, es la fuerza que hace que las cargas eléctricas se muevan a través de un circuito. Es similar a la presión del agua en una manguera. El voltaje se mide en voltios (V).

La relación entre voltaje (V), corriente (I) y resistencia (R) en un circuito puede describirse mediante la ley de Ohm:

V = I * R

Resistencia

La resistencia es la resistencia que un conductor ofrece al flujo de corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω). Cuanto mayor es la resistencia, más difícil es que fluya la corriente. Diferentes materiales tienen diferentes niveles de resistencia.

Los factores que afectan la resistencia incluyen el material del conductor, su longitud, área de sección transversal y temperatura. Por ejemplo, los conductores más largos y los conductores con un área de sección transversal más pequeña tienen una resistencia mayor.

Obstrucciones A B

Componentes del circuito

Para construir un circuito completo, se utilizan varios componentes básicos. Cada componente tiene una función específica:

1. Fuente de energía

Una fuente de energía, como una batería o un generador, proporciona la energía necesaria para mover los electrones a través de un circuito. La fuente de energía establece una diferencia de potencial que hace que la corriente fluya.

2. Conductor

Los conductores son sustancias que permiten que la carga eléctrica fluya fácilmente. Los metales como el cobre y el aluminio se utilizan comúnmente como conductores en los circuitos porque tienen poca resistencia y alta conductividad.

3. Carga

La carga en un circuito es el componente o dispositivo que utiliza electricidad. Esto puede incluir cualquier cosa desde una bombilla hasta un motor. La carga convierte la energía eléctrica en otras formas de energía, como luz, calor o movimiento.

4. Interruptor

Un interruptor es un dispositivo que puede abrir o cerrar un circuito, deteniendo o iniciando el flujo de corriente. Esto permite un fácil control de equipos y dispositivos eléctricos.

5. Cables de conexión

Estos cables conectan varios componentes de un circuito y generalmente están hechos de material conductor para asegurar un flujo eficiente de electricidad.

Tipos de corriente eléctrica

La corriente eléctrica se presenta en dos formas principales: corriente continua (DC) y corriente alterna (AC). Entender estos tipos es importante para definir la aplicación y función de los sistemas eléctricos.

Corriente continua (DC)

En corriente continua, el flujo de carga eléctrica es unidireccional, lo que significa que siempre fluye en la misma dirección. Un ejemplo simple sería la electricidad de una batería estándar. Los dispositivos pequeños como las linternas y los controles remotos suelen usar DC.

Corriente alterna (AC)

La corriente alterna, por otro lado, cambia de dirección periódicamente. Esta es la forma de electricidad que generalmente se suministra a hogares y empresas. La corriente alterna se usa en los enchufes eléctricos del hogar porque es más eficiente para distribuir energía a largas distancias.

Forma de onda alterna

Ley de Ohm

La ley de Ohm es un principio fundamental que describe la relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico. Como se explicó anteriormente, esta ley se expresa como:

V = I * R

Esta ecuación afirma que el voltaje a través de un conductor es igual al producto de la corriente que fluye a través de él y la resistencia del conductor. La ley de Ohm es esencial para el análisis y diseño de circuitos eléctricos y electrónicos.

Problema de ejemplo

Considere un circuito simple que consta de una fuente de alimentación de 12 voltios y un resistor de 6 ohmios. Podemos usar la ley de Ohm para encontrar la corriente que fluye en el circuito.

Dado:

  • Voltaje (V) = 12 V
  • Resistencia (R) = 6 Ω

Solución:

Uso de la fórmula:

I = V / R

Sustituyendo los valores conocidos:

I = 12 V / 6 Ω = 2 A

Por lo tanto, la corriente que fluye en el circuito es de 2 amperios.

Leyes de Kirchhoff

Las leyes de Kirchhoff son dos leyes que tratan sobre la conservación de carga y energía en circuitos eléctricos.

Ley de corrientes de Kirchhoff (KCL)

Esta ley afirma que la corriente total que entra a la unión debe ser igual a la corriente total que sale de la unión. Se basa en la conservación de la carga eléctrica.

Ley de voltajes de Kirchhoff (KVL)

Esta ley establece que la suma de las diferencias de potencial eléctrico en cualquier red cerrada es cero. Se deriva del principio de conservación de energía.

Aplicaciones en el mundo real

La electricidad actual alimenta muchos sistemas y tecnologías en el mundo moderno. Aquí hay algunas aplicaciones:

Luz

Las bombillas convierten la energía eléctrica en energía luminosa, que es un uso extendido de la electricidad actual en hogares y lugares públicos.

Motores

Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica y se encuentran en muchos electrodomésticos y equipos industriales.

Equipos de comunicación

Electrónicos como teléfonos y computadoras dependen de la electricidad para operar, haciendo posible las comunicaciones globales y el intercambio de información.

Conclusión

El estudio de la corriente eléctrica es vital para entender cómo funcionan los sistemas eléctricos, tanto en teoría como en uso técnico práctico. Desde conceptos fundamentales como voltaje, corriente y resistencia hasta componentes del circuito y aplicaciones en el mundo real, proporciona una base para explorar el vasto campo de la ingeniería eléctrica y la física.


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