Grado 11
  1. Mecánica  1.1. dinámico  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos y tres dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y rapidez  1.1.5. Aceleración y desaceleración  1.1.6. Análisis gráfico del movimiento  1.1.7. Ecuaciones del movimiento (deducciones avanzadas)  1.1.8. Caída libre y velocidad terminal  1.1.9. Movimiento de proyectiles  1.1.10. Velocidad relativa en una y dos dimensiones  1.1.11. Movimiento de un coche en un plano inclinado  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton y sus aplicaciones  1.2.2. Inercia y la primera ley de Newton  1.2.3. Fuerza y tipos de fuerza  1.2.4. Fricción estática y cinética  1.2.5. Movimiento circular y aceleración centrípeta  1.2.6. Movimiento circular no uniforme  1.2.7. Peralte de carreteras y curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservación del momento en una y dos dimensiones  1.2.10. Aplicaciones de la Tercera Ley de Newton  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por una fuerza constante y variable  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética y potencial  1.3.4. Energía potencial gravitacional y elástica  1.3.5. Conservación de la energía mecánica  1.3.6. Energía y potencia instantánea  1.3.7. Eficiencia de las máquinas  1.3.8. Trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas  1.4. Movimiento rotacional  1.4.1. Torsión y aceleración angular  1.4.2. Equilibrio rotacional  1.4.3. Momento de inercia y sus aplicaciones  1.4.4. Momento angular y su conservación  1.4.5. Energía cinética del movimiento de rodadura y rotación  1.4.6. Teorema del Eje Paralelo y Perpendicular  1.4.7. Dinámica del movimiento rotacional
  2. Fuerza gravitacional  2.1. Gravitación universal  2.1.1. La ley de gravitación universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional y potencial  2.1.3. Cambio en la aceleración debido a la gravedad  2.1.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  2.1.5. Mecánica orbital y satélites  2.1.6. Velocidad de escape y velocidad orbital  2.1.7. Ingravidez y caída libre  2.1.8. Energía potencial gravitacional y energía en órbitas  2.1.9. Agujeros negros y lente gravitacional
  3. Propiedades de la materia  3.1. Mecánica de fluidos  3.1.1. Densidad y presión en líquidos  3.1.2. La teoría de Pascal y sus aplicaciones  3.1.3. Principio de Arquímedes y Flotabilidad  3.1.4. Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones  3.1.5. Ecuación de continuidad y el efecto Venturi  3.1.6. Tensión superficial y capilaridad  3.1.7. Viscosidad y la Ley de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds y turbulencia  3.2. Elasticidad y deformación  3.2.1. La ley de Hooke y la relación tensión-deformación  3.2.2. Módulo de elasticidad y aplicaciones  3.2.3. Deformación y límite elástico de los sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor y temperatura  4.1.1. Propiedades termométricas y escala de temperatura  4.1.2. Expansión térmica de sólidos, líquidos y gases  4.1.3. Sistema de transferencia de calor  4.1.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  4.1.5. Calor latente y cambio de fase  4.2. Teoría cinética de los gases  4.2.1. Modelo molecular de los gases  4.2.2. Explicación cinética de la temperatura  4.2.3. Ecuación de Gas Ideal y Desviaciones  4.2.4. Camino libre medio y distribución de Maxwell–Boltzmann  4.3. Leyes de la Termodinámica  4.3.1. Zeroth Law y Equilibrio Térmico  4.3.2. Primera Ley y Energía Interna  4.3.3. La Segunda Ley y la Entropía  4.3.4. Ciclo de Carnot y motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores y bombas de calor
  5. Ondas y oscilaciones  5.1. Movimiento Armónico Simple  5.1.1. Ecuaciones del MHS  5.1.2. Energía en MAS  5.1.3. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  5.1.4. Resonancia y aplicaciones  5.1.5. Péndulo y sistema masa-resorte  5.2. Movimiento ondulatorio  5.2.1. Tipos de ondas mecánicas  5.2.2. Movimiento ondulatorio y transporte de energía  5.2.3. Principio de Superposición y Ondas Estacionarias  5.2.4. Reflexión, Refracción y Difracción  5.2.5. Efecto Doppler en sonido y luz  5.2.6. Pulsaciones e interferencia
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Electrostática  6.1.1. Carga eléctrica y conservación  6.1.2. La ley de Coulomb y sus aplicaciones  6.1.3. Campo eléctrico y flujo eléctrico  6.1.4. Potencial eléctrico y energía potencial  6.1.5. Capacitancia y energía almacenada en un condensador  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. La ley de Ohm y la resistencia eléctrica  6.2.2. Resistividad y dependencia de la temperatura  6.2.3. Leyes de Kirchhoff y análisis de circuitos  6.2.4. Potencia eléctrica y eficiencia  6.2.5. Combinación de resistencias  6.3. Magnetismo y electromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos y sus fuentes  6.3.2. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento  6.3.3. Inducción electromagnética  6.3.4. Leyes de Faraday y Lenz  6.3.5. Inductancia y Transformador  6.3.6. Corriente alterna y sus aplicaciones
  7. Óptica  7.1. Reflexión y Refracción  7.1.1. leyes de reflexión y refracción  7.1.2. Espejos y lentes  7.1.3. Reflexión interna total y fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferencia y Difracción  7.2.2. Experimento de la doble rendija de Young  7.2.3. Polarización de la luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efecto fotoeléctrico y la teoría de Einstein  8.1.2. Dualidad onda-partícula  8.1.3. El principio de incertidumbre de Heisenberg  8.1.4. Efecto Compton  8.2. Física Atómica y Nuclear  8.2.1. Modelo atómico y niveles de energía  8.2.2. Desintegración radiactiva y vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear
  9. Electrónica y Comunicación  9.1. Semiconductores  9.1.1. uniones pn y diodo  9.1.2. Transistores y compuertas lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados y Aplicaciones  9.2. Sistemas de comunicación  9.2.1. Conceptos básicos de la comunicación analógica y digital  9.2.2. Comunicación Inalámbrica y Óptica  9.2.3. Modulación y Demodulación

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Electricidad Corriente


En nuestro mundo moderno, la electricidad es un componente esencial que alimenta nuestros hogares, oficinas y innumerables dispositivos. Comprender cómo funciona la electricidad implica explorar varios conceptos, uno de los cuales es "electricidad corriente". En esta explicación, profundizaremos en los detalles de la electricidad corriente, su naturaleza, los principios detrás de ella y sus aplicaciones.

¿Qué es la electricidad corriente?

La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica a través de un conductor. Es esencialmente el movimiento de electrones en un camino estructurado dentro de un material. Este flujo de carga alimenta dispositivos electrónicos, ilumina habitaciones y proporciona la energía necesaria para operar innumerables electrodomésticos y dispositivos.

Componentes de la corriente eléctrica

Para entender la electricidad corriente es necesario familiarizarse con los siguientes componentes:

  • Carga: La unidad básica de carga eléctrica se representa con el símbolo q. La carga se mide en coulombs (C). Un electrón tiene una carga negativa de aproximadamente -1.6 × 10 -19 C
  • Corriente: El flujo de carga eléctrica a través de un conductor por unidad de tiempo se llama corriente eléctrica. Se representa con la letra I y se mide en amperios (A). Un amperio es igual a un coulomb de carga pasando por un punto en el circuito en un segundo.

La representación matemática de la corriente eléctrica es:

I = q / t

Donde:

  • I es la corriente en amperios (A)
  • q es la carga en coulomb (C)
  • t es el tiempo en segundos (s)

Naturaleza de la corriente eléctrica

La corriente eléctrica puede clasificarse en dos categorías:

  1. Corriente continua (CC): En la corriente continua, la carga eléctrica fluye en una sola dirección. Se usa comúnmente en baterías, paneles solares y dispositivos electrónicos. Una celda o batería simple es la fuente de CC.
  2. Corriente alterna (CA): En la corriente alterna, la dirección del flujo de carga eléctrica cambia periódicamente. La CA se utiliza comúnmente para la transmisión de energía a largas distancias y en sistemas de energía domésticos.

Ejemplo visual: corriente continua vs. alterna

CC CA

En la representación visual, la línea continua representa CC donde el flujo de carga permanece constante; la línea ondulada roja representa CA donde la dirección de la carga cambia periódicamente.

Ley de Ohm: lo básico de los circuitos eléctricos

La ley de Ohm es fundamental para entender cómo funciona la corriente eléctrica. Relaciona voltaje ((V)), corriente ((I)) y resistencia ((R)) en circuitos eléctricos. La ley de Ohm se expresa mediante la fórmula:

V = I * R

Donde:

  • V es el voltaje en la carga (en voltios)
  • I es la corriente que fluye a través de la carga (en amperios)
  • R es la resistencia de la carga en ohmios (Ω)

Este principio ayuda a diseñar circuitos para asegurar que los dispositivos reciban la cantidad correcta de energía sin sobrecargar ni dañar los componentes.

Ejemplo visual: ley de Ohm en un circuito

R , ,

Aquí hay un circuito simple con una resistencia (R) que muestra las conexiones a una fuente de voltaje. La corriente (I) fluye a través del circuito, causando que un voltaje (V) aparezca a través del resistor.

Resistencia y conductividad

La resistencia es una medida de cuánto un material se opone al flujo de corriente eléctrica. Depende de factores como la naturaleza del material, la longitud, el área de la sección transversal y la temperatura. La conductividad es el inverso de la resistencia y muestra con qué facilidad la corriente puede fluir a través del material.

Principales factores que afectan la resistencia:

  • Material: Los conductores como el cobre tienen baja resistencia, mientras que los malos conductores como el caucho tienen alta resistencia.
  • Longitud: A medida que aumenta la longitud del conductor, su resistencia también aumenta.
  • Área de sección transversal: Los cables más gruesos tienen menor resistencia que los más delgados.
  • Temperatura: A medida que aumenta la temperatura en los conductores, también aumenta la resistencia.

Energía eléctrica

La energía eléctrica mide la tasa a la cual se transfiere la energía eléctrica a través de un circuito eléctrico. Es el producto de voltaje y corriente y se mide en vatios (W). La fórmula para la energía eléctrica (P) es:

P = V * I

Esta fórmula también puede expresarse usando la ley de Ohm:

P = I^2 * R

O:

P = V^2 / R

Ejemplo de circuito simple

Considere un circuito simple en el que una batería y un resistor están conectados en serie. Si la batería proporciona un voltaje de 9 voltios y la resistencia del resistor es de 3 ohmios, la corriente que pasa por el circuito puede calcularse usando la ley de Ohm:

I = V / R
    I = 9V / 3Ω = 3A

Cálculo de la energía eléctrica

La energía eléctrica consumida por el resistor puede calcularse como:

P = V * I
    P = 9V * 3A = 27W

Efectos de la corriente eléctrica

1. Efecto calorífico

Cuando la corriente eléctrica pasa a través de un conductor, se genera calor debido a la resistencia del conductor. Este es el principio detrás de los calefactores eléctricos y dispositivos que dependen de elementos calefactores.

2. Efecto magnético

La corriente eléctrica crea un campo magnético alrededor del conductor. Este principio se utiliza en dispositivos como los electroimanes y motores eléctricos.

3. Efecto químico

Pasar una corriente eléctrica a través de una solución líquida provoca un cambio químico, llamado electrólisis. Esto se utiliza en procesos como la galvanoplastia, que se usa para depositar una fina capa de metal en objetos.

Aplicaciones prácticas de electricidad

La electricidad corriente tiene muchos usos en la vida diaria. Aquí hay algunos ejemplos prácticos:

1. Iluminación

Las luces eléctricas convierten la energía eléctrica en energía lumínica, iluminando así hogares y calles.

2. Motores y transmisiones

Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica, que se utiliza en ventiladores, mezcladores y vehículos.

3. Comunicación

Los dispositivos de telecomunicaciones dependen de la corriente eléctrica para transmitir señales a través de cables o el aire.

4. Calefacción

Los calentadores eléctricos, hornos y tostadoras utilizan el efecto calefactor de la corriente eléctrica para producir calor para cocinar y calentar.

5. Electrónica

Los dispositivos electrónicos, incluidos ordenadores y teléfonos inteligentes, funcionan sobre los principios del electromagnetismo para procesar y comunicar información.

Conclusión

La corriente eléctrica es un concepto fundamental en la física y un aspecto esencial de la vida moderna. Sus aplicaciones son muy amplias, desde la simple iluminación hasta sistemas informáticos complejos. Comprender los principios de la corriente eléctrica, la ley de Ohm, la resistencia y la energía nos equipa con el conocimiento para utilizar la electricidad de manera efectiva y segura en diversas tecnologías.


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