Fisica General Burbano

CORRIENTE ELÉCTRICA: INTENSIDAD Y RESISTENCIA. EFECTO JOULE 449
En la resistencia equivalente se verifica: I = (V 1
– V 2
)/R. Al ser I = I 1
+ I 2
+ I 3
, se obtiene por igualación:
PROBLEMAS: 1al 10.
1 1 1 1
= + +
R R1 R2 R3
XX – 8. Resistencias variables
CAJAS DE RESISTENCIAS. Las cajas de resistencia sirven para intercalar en un circuito resistencias
conocidas. Constan de unos carretes de hilo conductor muy fino, de resistencias conocidas,
instalados en serie sobre una pieza metálica de resistencia prácticamente nula; esta pieza está
partida por varios sitios, verificando la unión eléctrica de los extremos de los carretes. Todo el
sistema se instala en una caja de materia aisladora. Unas clavijas metálicas de cabeza aisladora se
ajustan perfectamente en los orificios de la pieza metálica. La corriente que entra por un extremos
de ésta pasa por todos los carretes, si las clavijas no están puestas, intercalándose una resistencia,
suma de todas ellas. R = R 1
+ R 2
+ R 3
...
Fig. XX-10.– Resistencias en derivación.
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Al poner una clavija se disminuye la resistencia correspondiente al carrete, ya que la corriente
pasa, en realidad, a través de la clavija, por ser su resistencia prácticamente nula.
POTENCIÓMETROS Y REOSTATOS. Son resistencias variables y están formadas por un hilo metálico
arrollado en espiral, con un cursor que hace contacto con él; su finalidad es intercalar resistencias
variables en un circuito. Su funcionamiento se comprende claramente a la vista de las figuras XX-
12. Al deslizar el cursor a la derecha o izquierda, o girarlo, se introduce más o menos resistencia
en el circuito. El símbolo que adoptamos para la existencia de una resistencia variable en un
circuito es: .
XX – 9. Energía consumida en una corriente
La caída de potencial (V 1
– V 2
) entre dos puntos de un hilo conductor es la pérdida de energía
potencial de la unidad de carga, cuando pasa de un punto a otro. Si la carga transportada es q, la
pérdida de energía potencial U será:
Diversas expresiones de la energía, obtenidas considerando que I = q/t y que I = (V 1
– V 2
)/R.
XX – 10. Potencia de una corriente eléctrica
«Es la energía de la corriente en cada unidad de tiempo».
expresando las magnitudes en el SI, la potencia quedará expresada en vatios. El VATIO (considerado
eléctricamente) es la potencia de una corriente de caída de potencial un voltio e intensidad de corriente
de un amperio.
El KILOVATIO-HORA es una unidad de energía que equivale a la energía que produce 1 kW durante
1 hora: 1 kW · h = 1 000 W × 3 600 s = 3 600 000 J.
XX – 11. Efecto Joule
2 ( V1 − V2)
U = ( V1 − V2) q = ( V1 − V2)
It = I Rt =
R
U ( V1 − V2)
q
2 ( V1 − V2)
P = =
= ( V1 − V2)
I = I R =
t t
R
«Es la transformación de la energía eléctrica en calorífica, al circular una corriente por un
conductor».
Al pasar una carga eléctrica de los mayores a los menores potenciales, hay una disminución de
energía potencial: U = (V 1
– V 2
) q. Sustituyendo V 1
– V 2
= R I y q = It, tenemos:
2
U = RI t
2
t
2
Fig. XX-11.– Caja de resistencias.
Fig. XX-12.– Reóstatos.
La degradación de esta energía hace que se transforme en calor. Si R, I y t están expresados en
ohmios, amperios y segundos, respectivamente, U viene expresado en julios. Cada julio es capaz
de producir 1/4,18 = 0,24 calorías. La cantidad de calor (en calorías) es: Q = 0,24 I 2 Rt.