Fundamentos de Electricidad y Magnetismo: Experimentos y Conceptos Clave

Experimento 1: Procesamiento de Datos

Cuando la ecuación involucra la constante e (número de Euler), es decir, si tenemos una relación exponencial, aplicamos el logaritmo natural (ln) únicamente a la variable dependiente (y). Al graficar ln(y) versus x, obtenemos una línea recta.

Cuando la ecuación no involucra e, se aplica el logaritmo natural a ambos lados de la ecuación.

Experimento 2: Instrumentos Eléctricos

Una corriente eléctrica es un flujo de electrones libres que se desplazan de un punto a otro de un conductor. Cuando este movimiento se lleva a cabo dentro de una trayectoria conductora cerrada, a esa trayectoria se le denomina circuito eléctrico.

La exactitud o tolerancia de un instrumento es su capacidad para indicar la tensión o el voltaje verdadero.

Un osciloscopio consiste en un tubo de rayos catódicos en el que un haz de electrones incide sobre una pantalla fosforescente. Este haz puede ser desviado al aplicar un voltaje a las placas verticales u horizontales.

Las resistencias de carbón son las resistencias comúnmente usadas en los laboratorios. Su tolerancia se identifica gracias a sus códigos de colores.

Experimento 3: Campo y Potencial Electrostático

En una región donde existe un campo eléctrico, las superficies cuyo potencial tiene el mismo valor se denominan superficies equipotenciales. Las líneas de campo eléctrico que emanan desde una superficie equipotencial son perpendiculares a la superficie.

Dentro de los anillos, fuera y al centro de estos, el potencial eléctrico es constante. Sin embargo, al acercarse al centro, las líneas equipotenciales aumentan.

4. Ley de Ohm

Esta relación entre el voltaje (V), la corriente (I) y la resistencia (R) se conoce como ley de Ohm. En caso contrario, se habla de conductores no óhmicos o conductores no lineales, donde la relación entre el voltaje y la corriente no es lineal. Ejemplos de conductores no óhmicos son las resistencias de las ampolletas, termistores, diodos, etc.

Corriente: I = V/R

5. Circuito de Corriente Continua

Circuitos en Serie

• Resistencia equivalente: R_eq = R₁ + R₂ + R₃
• Voltaje total: V_total = V₁ + V₂ + V₃
• Voltaje total: V_total = IR₁ + IR₂ + IR₃

Circuitos en Paralelo

• Corriente total: I = I₁ + I₂
• Corriente 1: I₁ = V_ab / R₁
• Corriente 2: I₂ = V_ab / R₂

Potencia Eléctrica

La potencia eléctrica (P) de una fuente se refiere al trabajo que realiza sobre una carga por unidad de tiempo. Así, el trabajo realizado sobre la carga Q en un tiempo t es igual al producto de la corriente por el voltaje. Su unidad en el Sistema Internacional es el watt (W).

Potencia eléctrica: P = I² * R