FISICA - SA26-2
Topic outline
- BIENVENIDA
BIENVENIDA
HOLA!!!
Bienvenido a la asignatura FÍSICA, del primer semestre de escuela de electrónica IUTEPI - COMPETENCIA ESPECíFICA
COMPETENCIA ESPECíFICA
Entiende la importancia de la Ley de Ohm y cómo aplicarla a diversas situaciones. Reconoce la diferencia entre niveles de potencia y energía eléctrica, y como determinarlas. Aprende sobre las características únicas de configuraciones en serie-paralelo y cómo determinar el voltaje, corriente o potencia en cualquier elemento individual o combinación de elementos. Utiliza el código de colores de resistencia eléctricas, para conocer su valor óhmico.
- DATOS DEL DOCENTE:This topic
DATOS DEL DOCENTE:
Profesor: Gulfredo Rosario
Sección Según la Especialidad: Electrónica
Semestre: 2do
Datos de Contacto:
* WhatsApp: 0414-142-5823
HORARIO DE ASESORÍA:
Asesoría: Explicación para actividades o contenidos asignados.
Lunes a Virenes de 08:00am hasta 03:00pm
- CRONOGRAMA DE EVALUACIÓN
CRONOGRAMA DE EVALUACIÓN
6-6-26 / Nivelación Matemática13-6-26 / Estructura del átomo , carga eléctrica, ley de coulomb20-6-26 / Campo eléctrico, diferencia de potencial, Voltaje DC27-6-26 / Evaluación EscritaMODIFICACIÓN 01/07/26(SIN EFECTO)11-7-26 / Corriente eléctrica, flujo de corriente continua18-7-26 / Resistencia eléctrica, resistividad, código de colores25-7-26 / Ley de Ohm1-8-26 / PRACTICA
8-8-26 / PRACTICA
FINALIZA EL PRIMER CORTE Y SE DARÁ INICIO AL SEGUNDO CORTE
15-8-26 / Circuitos eléctricos serie paralelo22-8-26 / Circuitos eléctricos mixtos29-8-26 / PRACTICA5-9-26 / PRACTICA12-9-26 / Potencia Eléctrica
19-9-26 / Ley de Kirchhoff de corriente
26-9-26 / Demostración de LKC
3-10-26 / Ley de Kirchhoff de Voltaje
10-10-26 / Demostración de LKV
17-10-26 / PRACTICA
24-10-26 / Manejo y uso del osciloscopio(APLICA PARA PRESENCIAL) - PRIMER CORTE
- Sábado 6/6/26
Sábado 6/6/26
NIVELACIÓN MATEMÁTICA
Para despejar una variable (dejarla sola de un lado del signo igual), el criterio principal es aplicar operaciones inversas a ambos lados de la igualdad para mantener el equilibrio. El proceso sigue este orden jerárquico básico:
- Suma y resta: Los términos que están sumando o restando pasan al otro lado con la operación contraria.
- Multiplicación y división: Pasan al otro lado dividiendo o multiplicando, respectivamente.
- Potencias y raíces: Las potencias se convierten en raíces (y viceversa)
Pasos detallados para despejar con éxito
Identifica la variable: Ubica exactamente dónde está la incógnita que deseas aislar.
Elimina sumas y restas: Aleja los términos que no contienen tu variable pasándolos al lado opuesto del signo
=con el signo invertido (el opuesto).Agrupa y reduce: Resuelve las operaciones matemáticas (sumas, restas) con los números enteros del otro lado de la ecuación para simplificar la expresión.
Elimina multiplicaciones o divisiones: Si tu variable está siendo multiplicada por un número, este pasa dividiendo a todo el otro lado; si está dividiendo, pasa multiplicando.
Aplica exponentes o radicales: Si tu variable está elevada al cuadrado, cúbica, o dentro de una raíz, aplica la operación contraria en ambos lados de la ecuación.
- Sábado 13/6/26
Sábado 13/6/26
EL átomo, la carga eléctrica y la ley de Coulomb
El átomo es la unidad fundamental de la materia y está compuesto por partículas subatómicas: protones (carga positiva), neutrones (sin carga) y electrones (carga negativa). La interacción entre estas cargas define cómo se atraen o se repelen los objetos, un fenómeno cuantificado por la Ley de Coulomb.
El Átomo y la Carga EléctricaEl equilibrio de estas partículas determina el estado eléctrico de un átomo:- Protón: Carga positiva de 1.602x10^(-19) C (se ubica en el núcleo).
- Electrón: Carga negativa de -1.602x10^(-19) C (órbita alrededor del núcleo).
- Neutrón: Sin carga (en el núcleo).
- Carga Neta: Si un átomo tiene igual número de protones y electrones, es neutro (carga 0). Si pierde electrones, se vuelve positivo (catión); si los gana, se vuelve negativo (anión).
La Ley de CoulombLa ley de Coulomb determina la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas en reposo. Esta fuerza es directamente proporcional al producto de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
- F: Es la magnitud de la fuerza eléctrica (en Newtons, \(N\)).
- q1 y q2: Son los valores de las cargas (en Coulombs, \(C\)).
- r: Es la distancia que separa a las cargas (en metros, \(m\)).
- k:Es la constante de Coulomb. Su valor exacto depende del medio. En el vacío o en el aire, se usa aproximadamente;
El siguiente video, da una explicacion del principio y uso de la ley de coulomb. - Sábado 20-6-26
Sábado 20-6-26
El campo eléctrico, la diferencia de potencial y el voltaje están estrechamente relacionados: el campo ejerce la fuerza, la diferencia de potencial representa la energía necesaria para mover una carga en él, y el voltaje es la medida práctica de esa diferencia en corriente continua (DC).
1. Campo Eléctrico (E)
Es la región del espacio que rodea a una carga eléctrica, donde se manifiesta una fuerza sobre otras cargas.
· Concepto: Es un campo de fuerzas invisible creado por partículas cargadas.
· Dirección: Sale de las cargas positivas (+) y entra a las cargas negativas (-).
El campo eléctrico se mide en Newton por culombio (N/C) o en Voltio por metro (V/m) en el Sistema Internacional de Unidades. Ambas unidades son equivalentes. Se suele utilizar (N/C) en física fundamental y (V/m) para el estudio de circuitos e ingeniería eléctrica y electrónica.
2. Diferencia de Potencial (ΔV)
Es la energía o el trabajo externo necesario para mover una carga de prueba positiva desde un punto A hacia otro B dentro de un campo eléctrico E.
· Concepto: Mide cuánta energía potencial adquiere (o pierde) una unidad de carga al desplazarse entre dos puntos.
· Dependencia: Depende directamente de la intensidad del campo eléctrico y de la distancia recorrida paralela a él.
La diferencia de potencial (o voltaje) es el impulso que empuja a los electrones a través de un circuito. Su unidad en el Sistema Internacional es el voltio (V), el cual equivale a la cantidad de trabajo necesario (en julios) por unidad de carga (en culombios).
3. Voltaje en DC (Corriente Continua)
El voltaje es el término práctico usado para referirse a la diferencia de potencial eléctrico. En DC, la polaridad y el flujo de corriente se mantienen constantes en una sola dirección.
· Concepto: Es la "presión" que empuja los electrones libres a través de un conductor eléctrico (como un cable).
· Comportamiento en DC: La magnitud del voltaje no cambia con el tiempo. El terminal positivo siempre mantiene un potencial eléctrico mayor que el negativo.
· Uso típico: Es la energía proveniente de baterías, pilas, celdas solares y fuentes de alimentación.
El siguiente enlace contiene un video resumen:
- Sábado 27-6-26
Sábado 27-6-26
EVALUACIÓN
La evaluación en modo cuestionario tendrá una duración de 20 minutos y uno y solo un intento para contestar.
- REPROGRAMACÓN
REPROGRAMACÓN
DEBIDO A LA CATÁSTROFE NATURAL OCURRIDA EL PASADO 24 DE JUNIO, EL CONSEJO UNIVERSITARIO DEL IUTEPI ACORDÓ LA EXTENSIÓN Y REPROGRAMACIÓN DEL SEMESTRE SA262 POR EL LAPSO DE UNA SEMANA.
Las fechas de la planificación de la asignatura se trasladan en una semana. - Sábado 11-7-26
Sábado 11-7-26
CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica es el fenómeno físico que consiste en el desplazamiento o flujo ordenado de cargas eléctricas (generalmente electrones) a través de un material conductor. El flujo de corriente es el movimiento mismo de estas partículas cargadas, el cual se establece debido a una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) entre dos puntos.
¿Cómo se mide ese flujo?
- Intensidad de corriente (I): Es la magnitud que mide la cantidad de carga que pasa por un punto en un tiempo determinado. Su fórmula principal es: \( I = \frac{Q}{t} \) . Donde I es la corriente (en Amperios), Q es la carga eléctrica (en Culombios) y t es el tiempo (en segundos). Podemos afirmar que un amperios, equivale a un culombio por segundo \( 1A = \frac{1C}{1s} \)
Sentido del flujo de corriente
Por convención técnica, se asume que la corriente fluye desde el polo positivo hacia el polo negativo. Sin embargo, en la realidad física, los electrones (que tienen carga negativa) fluyen desde el polo negativo hacia el positivo.
Tipos principales de flujo
Dependiendo de cómo se desplace la carga, el flujo puede ser de dos tipos:- Corriente Continua (CC o DC): El flujo de electrones se desplaza en una sola dirección de forma constante. Es el tipo de corriente que utilizan las baterías y los dispositivos electrónicos portátiles.
- Corriente Alterna (CA): El flujo de electrones cambia de dirección y sentido periódicamente a lo largo del tiempo. Es la corriente que se distribuye habitualmente en las redes eléctricas residenciales.
¿Qué es la corriente continua o corriente DC?
La corriente continua (conocida como CC en español y DC en inglés) es el flujo constante de carga eléctrica a través de un material conductor. En este tipo de corriente, los electrones se mueven siempre en una sola dirección (desde el polo negativo hacia el polo positivo).
Fuentes de Corriente ContinuaEste tipo de energía no suele salir directamente de las tomas de corriente de las paredes de tu casa, sino que proviene de elementos de almacenamiento o generación específicos:- Baterías y pilas: Como las de tu teléfono, laptop o control remoto.
- Paneles solares: Que generan energía en corriente continua antes de ser convertida para el uso doméstico.
- Acumuladores y dínamos: Utilizados en pequeños generadores o alternadores.
Los enlaces describen un resumen del tema:
- Sábado 18/7/26
Sábado 18/7/26
RESISTIVIDAD ELÉCTRICA
La resistividad eléctrica es una propiedad intrínseca de los materiales que mide su oposición al flujo de corriente eléctrica, y se denota con la letra griega ρ (rho) en ohmios por metro (Ω·m), esta indica cuán difícil es que la corriente eléctrica circule a través de un material conductor.
Es una propiedad intensiva, lo que significa que no depende del tamaño o la forma del material.Un material con alta resistividad actúa como aislante, mientras que uno con baja resistividad es buen conductorA continuación se presentan algunos valores típicos de resistividad eléctrica para varios materiales a una temperatura de 20 °C:
Factores que Afectan la Resistividad
- Temperatura: La resistividad de los metales generalmente aumenta con la temperatura, mientras que la de los semiconductores puede disminuir.
- Impurezas: La presencia de impurezas en un material puede alterar significativamente su resistividad, especialmente en semiconductores.
RESISTENCIA ELÉCTRICALa resistencia eléctrica es una propiedad de los materiales conductores que describe su capacidad de oponerse al flujo de electrones en un circuito. Se representa con la letra R y su unidad de medida es el ohmio (Ω), nombrada en honor a Georg Simon Ohm, quien formuló la Ley de Ohm.La resistencia eléctrica es la oposición que presenta un material conductor al paso de la corriente eléctrica, medida en ohmios (Ω).Un material tiene una resistencia de 1 Ω cuando una tensión de 1 voltio produce una corriente de 1 amperio.La resistencia de un conductor también depende de sus propiedades físicas y geométricas, expresadas mediante la resistividad (ρ):
R = ρ × (L / A)
Donde:- ρ es la resistividad del material en ohm-metros (Ω·m)
- L es la longitud del conductor en metros (m)
- A es el área de la sección transversal del conductor en metros cuadrados (m²)
Esta fórmula se utiliza para calcular la resistencia de cables y conductores, considerando que materiales como los metales tienen baja resistividad y los aislantes alta resistividad.
Por ejemplo, si se tiene un alambre de cobre con una resistividad de ρ = 0.0000000172 Ω.m, una longitud de 500 m y un área de sección de 2 mm², la resistencia se calcularía como sigue:\( R = \frac{ \rho x L}{A} = \frac{ 0.0000000172 \Omega.m x 500m}{0.000002m²} = 4.3 \Omega \)Supongamos un alambre de cobre con las siguientes características:- Longitud
- Área de sección transversal
- Resistividad del cobre
\( R = \frac{ \rho x L}{A} = \frac{ 1.68×10−8 \Omega.m x 2m}{1×10−6 m²} = 0.0336 \Omega \)¿COMO SELECCIONAR LA RESISTENCIA ELÉCTRICA UNA VEZ CALCULADA?Código de Colores para Resistencias EléctricasEl código de colores de resistencias es un sistema que utiliza bandas de colores pintadas en la resistencia para indicar su valor y tolerancia. Estese lee de izquierda a derecha, dejando la banda de tolerancia al final del lado derecho.
Cada banda tiene un significado específico:- Banda 1: Primer dígito significativo.
- Banda 2: Segundo dígito significativo.
- Banda 3 (si aplica): Tercer dígito significativo en resistencias de 5 o 6 bandas.
- Multiplicador: Factor por el cual se multiplican los dígitos significativos.
- Tolerancia: Porcentaje de variación permitido respecto al valor nominal.
Por ejemplo, si una resistencia tiene las bandas: marrón, negro, rojo, dorado:
- Primer dígito: 1 (marrón)
- Segundo dígito: 0 (negro)
- Multiplicador: ×100 (rojo)
- Tolerancia: ±5% (dorado/oro)
El valor nominal es 1,000 Ω (1 kΩ) con un rango de 950 Ω a 1,050 Ω
- Sábado 25/7/26
Sábado 25/7/26
LEY DE OHM
La Ley de Ohm fue formulada en 1827 por el físico alemán Georg Simon Ohm. Esta ley describe la relación fundamental entre voltaje (V), corriente eléctrica (I) y resistencia eléctrica (R) en un circuito eléctrico, permitiendo predecir cómo se comportará la corriente al variar el voltaje o la resistencia.La Ley de Ohm es fundamental en la electrónica y la ingeniería eléctrica. Su manejo permite:
- Dimensionar resistencias y fuentes de alimentación
- Analizar circuitos eléctricos
- Diagnosticar fallos en componentes
- Controlar niveles de voltaje y corriente en dispositivos electrónicos
La expresión matemática de la Ley de Ohm es:
\( I = \frac{V}{R} \)
donde:- I es la intensidad de corriente en amperios (A)
- V es el voltaje o diferencia de potencial en voltios (V)
- R es la resistencia en ohmios (Ω)
También puede expresarse como:\( R = \frac{V}{I} \)
V = I.R
dependiendo de la magnitud que se desee calcular.
Ejemplo práctico
Si un circuito tiene una resistencia de 10Ω y se aplica un voltaje de 20V, la corriente que circula se calcula como:
\( I = \frac{V}{R} = \frac{20V}{10 \Omega } = 2A \)
Esto significa que 2 amperios de corriente fluyen a través del conductor de 10Ω.
Este mismo ejemplo puede plantearse como: calcular el valor de la resistencia por la que circulan 2A cuando a esta se le aplican 10V en sus extremos: - Sábado 01/08/26
Sábado 01/08/26
A CONTINUACIÓN SE ANEXA EL DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD DE LABORATORIO, LEA LA MISMA Y PASE A RESPONDER UN CUESTIONARIO REFERENTE A DICHA ACTIVIDAD.
Desarrollo de la práctica: LABORATORIO
FUENTE DC VARIABLE
1.- Conecte el cable de alimentación a la fuente DC.
1.1.- Verifique que las perillas de la fuente estén en el valor mínimo.
1.2.- Encienda la fuente y proceda a elevar discretamente el voltaje hasta los 10 voltios.
1.3.- Prepare el multímetro y mida el voltaje en los terminales de la fuente DC y compruebe que ambos valores de lectura son iguales.
1.4.- Proceda a girar la perilla “FINE” de la fuente en el sentido horario hasta obtener 10,5V en la lectura del multímetro. Verifique que el valor que indica la fuente sea el mismo que el multímetro.
MEDICIÓN DE VOLTAJE DC EN LA CARGA
2.- Apague la fuente y desconecte el multímetro de los terminales de la misma y con el uso de unas puntas de prueba tipo caimán conecte una carga resistiva (entregada por el profesor) a los terminales de la fuente.
2.1.- Encienda la fuente (debe estar según el paso 1.4 en 10,5v) y mida el voltaje que aparece en los terminales de la carga resistiva.
2.2.- Disminuya el valor del voltaje de la fuente hasta 7,5V, en pasos de 1 voltio. Tome nota de lo que ocurre con el voltaje en la carga a partir de la lectura del multímetro.
MEDICIÓN DE CORRIENTE DC
2.3.- Apague la fuente y desconecte el multímetro, prepare el multímetro para medir corriente en DC.
2.4.- Encienda la fuente (debe tener 7,5V del punto 2.2) y conéctela a la carga. Conecte el multímetro para medir corriente tome nota del valor de corriente que arroja el multímetro.
2.5.- Varia el voltaje en pasos de 1 voltio en aumento hasta alcanzar los 10,5V, tome nota de los valores de corriente en la carga arrojados por el multímetro.
2.6.- Explique brevemente que ocurre y qué relación existe con la corriente al momento de incrementar el voltaje en la carga.
La evaluación de la actividad de laboratorio, es en modalidad de cuestionario, tiene una duración de 20 minutos, y un solo intento para responder.
NOTA: AL MOMENTO DE ABRIR EL CUESTIONARIO, SE CONTARA COMO SU INTENTO DE RESPONDER, ES DECIR, NO INTENTE OBSERVAR LAS PREGUNTAR PARA POSTERIORMENTE RESPONDER, YA QUE NO TENDRÁ UNA SEGUNDA OPORTUNIDAD
- Sábado 08/08/26
Sábado 08/08/26
La siguiente actividad, es bajo la modalidad de tarea asignada, debe realizar la misma y enviarla por la plataforma ESCRITA A MANO Y E FORMATO PDF.
- Sábado 15/08/26
Sábado 15/08/26
CIRCUITOS RESISTIVOS
SERIE - PARALELO
Circuito en Serie
En un circuito en serie, los resistores están conectados uno tras otro, formando un único camino para la corriente. La corriente que circula por cada resistor es la misma, pero el voltaje se reparte entre ellos proporcionalmente a su resistencia. La resistencia total se calcula sumando los valores individuales:
RT = R1 + R2 + R3 + ....Si se desconecta un resistor, todo el circuito deja de funcionar, ya que la corriente no puede completar el recorrido
Circuito en Paralelo
En un circuito en paralelo, los resistores están conectados de manera que cada extremo de los resistores comparte los mismos nodos, creando varios caminos para la corriente. Cada resistor recibe el voltaje completo de la fuente, pero la corriente se divide entre ellos. La resistencia total se calcula mediante la suma de los inversos:
\( \frac{1}{RT} = \frac{1}{R1} + \frac{1}{R2} + \frac{1}{R3} +... \)
Si se desconecta un resistor, los demás continúan funcionando, ya que la corriente puede seguir por los otros caminos
- Sàbado 22/8/26
Sàbado 22/8/26
CIRCUITOS RESISTIVOS MIXTOS
Un circuito resistivo mixto es una conexión eléctrica que combina componentes en serie y en paralelo dentro del mismo sistema. Para resolverlo, se simplifica el circuito por bloques desde los componentes más alejados de la fuente hasta hallar una resistencia total equivalente, aplicando luego la ley de Ohm.
En los circuitos mixtos siempre tenemos que llegar a reducir todas las resistencias a una sola. A esta resistencia la llamaremos Resistencia Equivalente del circuito y su valor es la resistencia total del circuito.
Para conseguir esto primero reducimos todos los grupos de resistencias en paralelo a una sola (la equivalente de la rama de resistencias en paralelo). Después de hecho esto, el circuito nos quedará solo con resistencias en serie. Calculamos la equivalente de estas últimas en serie (sumándolas) y ya tenemos la resistencia total.
A continuación describiremos una guía que nos permitirá resolver los circuitos mixtos.Paso 1: Identificar las Conexiones
Analiza el circuito y marca claramente qué resistencias están en serie y cuáles forman grupos en paralelo. Usa colores o números para identificar cada grupo.Paso 2: Simplificar Grupos en Paralelo
Calcula la resistencia equivalente de cada grupo de resistencias en paralelo usando la fórmula:
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...Paso 3: Redibujar el Circuito Simplificado
Sustituye cada grupo en paralelo por su resistencia equivalente. Ahora el circuito debe tener solo resistencias en serie.Paso 4: Sumar Resistencias en Serie
Calcula la resistencia total sumando todas las resistencias (originales y equivalentes):
Rt = R1 + R2 + R3 + ...Paso 5: Aplicar Ley de Ohm
Con la resistencia total y el voltaje de la fuente, calcula la corriente total:
It = Vt / RtLa siguiente imagen muestra, un calculo con el circuito equivalente a medida que se agrupan las resistencias.
En el siguiente video, existe otro ejemplo de como resolver circuitos eléctricos resistivos mixtos.
- Sàbado 29/8/26
Sàbado 29/8/26
Para responder el cuestionario, del circuito abajo mostrado debe calcular por medio de serie y paralelo; las resistencias equivalentes, los voltajes y las corrientes que están presentes en los elementos resistivos.
- Sábado 5/9/26
- Sàbado 12/9/26
Sàbado 12/9/26
POTENCIA ELÉCTRICA
La potencia eléctrica resistiva es la cantidad de energía eléctrica que un componente resistivo (como una resistencia, un calefactor o un foco) transforma en calor u otro tipo de energía útil por unidad de tiempo.
Para calcular la potencia (P), medida en vatios (W), se utilizan las siguientes expresiones basadas en la tensión (V), la corriente (I) y la resistencia (R).
- P = V × I (Voltaje por corriente)
- P = I² × R (Corriente al cuadrado por resistencia)
- \(P = \frac{V^2}{R}\) (Voltaje al cuadrado entre resistencia)
La potencia eléctrica es la velocidad a la que se utiliza o consume energía (se convierte en calor) en un período de tiempo. La unidad estándar de potencia eléctrica es el vatio ( W) , y la potencia nominal de una resistencia también se expresa en vatios. Al igual que con otras magnitudes eléctricas, se añaden prefijos a la palabra «vatio» para expresar potencias de resistencia muy grandes o muy pequeñas.
Ejemplo 1:
¿Cuál es la potencia máxima en vatios de una resistencia fija que tiene un voltaje de 12 voltios entre sus terminales y una corriente de 50 miliamperios que la atraviesa?
Dado que conocemos los valores de voltaje y corriente anteriores, podemos sustituir estos valores en la siguiente ecuación:
P = V*I .
Ejemplo 2:
Calcula la corriente máxima segura que puede pasar a través de una resistencia de 1,8 kΩ con una potencia nominal de 0,5 vatios.
Nuevamente, como conocemos la potencia nominal de las resistencias y su resistencia, ahora podemos sustituir estos valores en la ecuación de potencia estándar de: P = I 2 R .
