Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Física de Secundaria

Fundamentos de Electrodinámica y Circuitos Eléctricos

Conceptos Fundamentales

• Corriente Eléctrica (I): Es el movimiento ordenado de cargas eléctricas a través de un conductor entre dos puntos que se mantienen a una diferencia de potencial eléctrico.
• Intensidad de Corriente: Corresponde a la cantidad de carga eléctrica ($Q$) que pasa por una sección transversal del conductor en cada unidad de tiempo ($t$). Como todo concepto físico, la intensidad de corriente se expresa matemáticamente de la siguiente forma:

  $$I = \frac{Q}{t}$$

• Resistencia Eléctrica (R): La cantidad de carga que pasa por un conductor también está determinada por el material usado. Se entiende como resistencia eléctrica a la oposición que presenta un conductor al

Electroestática

Es la rama de la física encargada de estudiar las cargas eléctricas en reposo.

Corriente Eléctrica

Es el movimiento ordenado y permanente de las partículas cargadas (generalmente electrones) en un conductor bajo la influencia de un campo eléctrico.

Efectos de la Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica produce diversos efectos al circular por un medio:

• Efecto Térmico (Efecto Joule): Se produce cuando una corriente eléctrica atraviesa un conductor, provocando que dicho conductor se caliente debido a la resistencia que opone al paso de la corriente.
• Efecto Químico: Se lleva a cabo cuando la corriente eléctrica es conducida a través de ciertas sustancias (electrolitos), trayendo como consecuencia cambios químicos en dichas

Conceptos Fundamentales Terrestres

Eje polar: Eje alrededor del cual la esfera Terrestre realiza su movimiento de rotación.

Plano del ecuador: Es un plano perpendicular al eje polar que divide a la Tierra en Hemisferio Norte y Hemisferio Sur.

Meridianos: Conjunto de semicírculos máximos imaginarios sobre la superficie terrestre que unen los polos geográficos y son perpendiculares al ecuador.

Lugar: Punto cualquiera en la superficie de la esfera Terrestre.

Vertical de un lugar: Línea recta que pasa por el lugar y el centro de la esfera Terrestre.

Horizonte de un lugar: Plano perpendicular a la vertical del lugar que pasa por el observador.

Esfera Celeste y Conceptos Asociados

Esfera celeste: Esfera imaginaria de radio indefinido y arbitrariamente

Centrales Eléctricas

Una central eléctrica utiliza principalmente la energía mecánica que produce una fuente de energía para transformarla en electricidad mediante un generador (alternador). El sistema turbina-alternador se utiliza en todas las centrales, excepto en las fotovoltaicas.

Transporte de Electricidad

1. Elevación del voltaje
2. Diseño y construcción de la ruta de cables de alta tensión
3. Reducción del voltaje
4. Comienzo de la fase de distribución

Centrales Eléctricas de Energía No Renovable

Utilizan energía nuclear y energía de los combustibles fósiles.

Centrales Nucleares

El vapor de agua a presión, producido por el calor generado en la fisión de los núcleos atómicos de elementos radiactivos (isótopos de uranio), mueve una turbina...

Equilibrio Térmico y Conceptos de Termodinámica

Equilibrio térmico: cuando dos cuerpos entran en contacto, sus temperaturas varían hasta que alcanzan el mismo valor. Decimos, entonces, que estos cuerpos han alcanzado el equilibrio térmico.

Fórmulas de Conversión de Temperatura y Energía

• De Celsius a Fahrenheit: F = 1.8 · C + 32
• De Celsius a Kelvin: K = C + 273
• De Fahrenheit a Celsius: C = (F - 32) / 1.8
• De Fahrenheit a Kelvin: K = (F - 32) / 1.8 + 273
• De Kelvin a Fahrenheit: F = (K - 273) · 1.8 + 32
• De Kelvin a Celsius: C = K - 273
• Energía cinética (Ec): un medio de la masa por la velocidad al cuadrado.
• Media ponderada: (T1 · V1 + T2 · V2) / (V1 + V2)
• Equivalencia: 1 cal = 4.184 J

Definiciones Fundamentales: Temperatura y Calor

La temperatura...

Energía Térmica y Fenómenos del Calor

• La energía cinética de las partículas que constituyen un cuerpo se llama energía térmica.
• La magnitud que se relaciona directamente con la energía térmica es la temperatura.
• Las escalas de temperatura más usadas son: Celsius y Kelvin (o escala absoluta).
• Se denomina calor al proceso por el que se transfiere energía entre dos cuerpos en desequilibrio térmico hasta alcanzar el equilibrio.
• El calor se mide en unidades de energía; según el Sistema Internacional, se utiliza el Julio (J).
• Los cuerpos no contienen calor, sino energía interna, de la cual una parte es energía térmica.
• El calor que se transfiere a un cuerpo no provoca un incremento de temperatura mientras tiene lugar un cambio de estado.

Presión y Estática de Fluidos

Se define presión como la fuerza ejercida sobre la unidad de superficie: P = F / S. Su unidad de medida es el Pascal (Pa), que equivale a 1 N/m².

Equivalencias de Presión

• 1 atm = 760 mmHg
• 1 atm = 1013 milibares
• 1 atm = 101 300 Pa

Se llama compresibilidad a la capacidad que tienen los gases de disminuir su volumen al aplicar sobre ellos cierta presión.

Presión Hidrostática

Se llama presión hidrostática a la presión que ejerce un líquido sobre cualquier punto de su interior. Se calcula mediante la fórmula: P = d · g · h

• d: densidad del fluido.
• g: aceleración de la gravedad (9,8 m/s²).
• h: altura o profundidad en metros.

Principio de Pascal

El principio de Pascal establece que la presión aplicada en un punto de...

Conceptos Fundamentales de Corriente Alterna (CA)

Valores Característicos de una Señal Senoidal

El estudio de la corriente alterna (CA) requiere comprender diversos valores que describen el comportamiento de la tensión y la corriente a lo largo del tiempo. Estos valores son cruciales para el diseño y el funcionamiento de circuitos eléctricos.

Valor Instantáneo

El valor instantáneo se refiere al valor de la tensión o corriente en un momento específico. En una señal senoidal, la tensión inducida es máxima cuando el ángulo es de 90° y 270°, y es cero o mínima cuando el ángulo es de 0°, 180° o 360°.

Valor Pico (o Máximo)

El valor pico (o valor máximo) se define como el máximo valor instantáneo de tensión o corriente alcanzado...

Cantidad de movimiento

Cantidad de movimiento: Es una magnitud física fundamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría mecánica. En mecánica clásica, la cantidad de movimiento se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado. Históricamente, el concepto se remonta a Galileo Galilei.

Movimiento rectilíneo

Movimiento rectilíneo: Es la trayectoria que describe el movimiento en una línea recta.

Algunos tipos notables de movimiento rectilíneo son los siguientes:

1. Movimiento rectilíneo uniforme: cuando la velocidad de desplazamiento de un lugar a otro es constante.
2. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: cuando la aceleración es constante.
3. Movimiento armónico

Ley de Gauss para el Magnetismo

Definimos flujo magnético como el número de líneas de campo magnético que atraviesan una superficie. Si nos fijamos, son líneas cerradas que salen del polo norte y entran por el sur de la fuente que genera el campo magnético. Toda línea que entra en una superficie cerrada debe salir de nuevo para converger, por ello “el flujo magnético neto a través de una superficie cerrada es siempre nulo”. Esta ley constituye la segunda ecuación de Maxwell.

Ecuaciones de Maxwell

Las ecuaciones de Maxwell son cuatro ecuaciones que resumen y unifican las leyes experimentales de la electricidad y el magnetismo. Maxwell las propuso como conjunto y con éste unifica por primera vez los campos en uno: el campo electromagnético....