La tasa de flujo de electrones a través de un conductor se conoce como corriente eléctrica. Se puede definir simplemente como la cantidad de carga que pasa a través de un conductor en un período de tiempo. Entonces, podemos generar fórmulas para la corriente eléctrica a partir de la definición anterior como
yo = q/t
dónde,
q = cargo
t = tiempo
La unidad SI de corriente eléctrica es el amperio (A).
1 amperio se define como 1 culombio de carga que pasa a través de un conductor en 1 segundo.
La dirección del flujo de corriente eléctrica es opuesta a la del flujo de electrones.
Tipos de corriente eléctrica
La corriente eléctrica puede ser de dos tipos dependiendo de su magnitud y dirección.
Corriente continua
Un tipo de corriente en el que la magnitud y la dirección permanecen iguales con respecto al tiempo se conoce como corriente continua. En una corriente continua, una cantidad constante de corriente fluye a través de un conductor y no hay fluctuación en la magnitud de la corriente, es decir, la magnitud es constante, no variable.
Por ej. Célula, batería, etc.
Corriente alterna
Una corriente cuya magnitud es variable y la dirección se invierte periódicamente se conoce como corriente alterna. En la corriente alterna, la magnitud primero aumenta de 0 al máximo gradualmente y luego nuevamente disminuye a 0. Luego nuevamente aumenta al máximo pero en dirección negativa y luego nuevamente llega a cero. Esto completa un ciclo de corriente alterna.
El proceso anterior es tan rápido que hay cualquier número de ciclos en un solo segundo.
El número de ciclos por segundo se mide en Hertz (Hz). Al igual que el suministro de electricidad en India, llega a 50 Hz. Significa que se completan 50 ciclos en un segundo.
Por ej. AC Dynamo, Abastecimiento a nuestros hogares a través de la casa de máquinas.
Resistencia eléctrica
La oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un conductor se conoce como resistencia eléctrica. La ley de Ohm establece que la diferencia de potencial a través del conductor es directamente proporcional a la corriente que fluye a través del conductor.
v ∝ yo
V = IR
donde R es la constante de proporcionalidad que es la Resistencia.
Las fórmulas para la resistencia eléctrica se pueden concluir a partir de la ley de ohm como, R = V/I
donde V = diferencia de potencial
yo = corriente eléctrica
La unidad SI de resistencia es Ohm.
1 ohm se define como la resistencia que ofrece un conductor cuando se aplica una diferencia de potencial de 1 voltio a través del conductor y la corriente que fluye a través del conductor es de 1 amperio.
La resistencia se puede representar como una línea en zigzag en un circuito.
Diferencia de potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos representa la medida de la energía involucrada o la energía liberada en la transferencia de los portadores de carga de un punto al otro. Se define como el producto de la resistencia a través del cable y la corriente que fluye a través del cable. A partir de la definición anterior se pueden generar las siguientes fórmulas, V = IR
La unidad SI de diferencia de potencial es el voltio (V).
Potenciómetro
Un potenciómetro es una resistencia de tres terminales con dos terminales fijos y un terminal variable o móvil. si separamos la palabra «potenciómetro», obtendremos dos palabras «potencial» y «medidor». Entonces, queda bastante claro que un potenciómetro es un dispositivo que se usa para medir la diferencia de potencial entre conductores.
Principio El principio detrás de un potenciómetro es que encuentra el valor de un voltaje desconocido comparándolo con un voltaje conocido.
Voltímetro y potenciómetro
No debemos confundir a menudo entre voltímetro y potenciómetro. Son cosas diferentes. El voltímetro se usa para encontrar el voltaje terminal del circuito, mientras que el potenciómetro se usa para encontrar la fem del circuito.
Aplicaciones
- Se usa un potenciómetro para encontrar el voltaje desconocido comparándolo con el voltaje conocido.
- Se utiliza para determinar el valor de la fem y la resistencia interna de la celda dada.
- También se puede utilizar como divisor de tensión.
Potenciómetro como divisor de voltaje
Para hacer un divisor de voltaje, el voltaje de la fuente de entrada se conecta a la resistencia a través de un circuito. Los dos extremos de la resistencia son fijos y hay un deslizador entre la resistencia que divide la resistencia dada en dos partes R 1 y R 2 . El voltaje requerido Vout se logra a través de R 2 .
El siguiente diagrama explicará más claramente la situación.
Sean V R1 y V R2 la caída de voltaje en R1 y R2 respectivamente. Aplicando la ley de voltaje de Kirchhoff,
V en = V R1 + V R2
Dado que V R1 = I x R1 y V R2 = I x R2
Entonces, V en = I x R1 + I x R2
V en = yo x (R1 + R2)
yo = V en / (R1 + R2)
Por lo tanto,
V R1 = (V en / (R1 + R2) ) x R1
V R1 = V en x ( R1 / (R1 + R2))
y
V R2 = (V en / (R1 + R2) ) x R2
V R2 = V en x ( R2 / (R1 + R2))
El voltaje de entrada dado (Vin ) se puede modificar al voltaje de salida requerido (Vout ) deslizando el terminal variable a través de la resistencia. Al mover el limpiaparabrisas, podemos cambiar el valor de R1 y R2 y, por lo tanto, también cambia la caída de voltaje en R2.
Dado que el valor del voltaje y la resistencia depende uno del otro. Sabemos que la relación de voltajes es igual a la relación de resistencias.
V entrada / V salida = (R 1 + R 2 / R 2 )
Entonces, V fuera = V dentro × (R 2 / R 1 + R 2 )
Generalizaciones:
Caso 1: Si R 1 = R 2 = R,
V de salida = V de entrada × (R / 2R)
V salida = V entrada / 2
Caso 2: Si R 1 << R 2
V fuera ≈ V dentro (R 2 /R 2 )
V de salida = V de entrada
Caso 3: Si R 2 << R 1
V fuera ≈ V dentro (0/R 1 )
V salida = 0
Problemas de muestra
Problema 1: Si la corriente de 5A pasa a través de un cable en 2 seg. Encuentre la carga en el alambre en coulomb.
Solución:
q = yo xt
q = 5×2
= 10 Culombio
Entonces, la carga en el cable es de 10 Coulomb.
Problema 2: encuentre la resistencia a través del conductor si la corriente que fluye es de 2A y la diferencia de potencial es de 5V.
Solución:
R=V/I
= 5/2
= 2,5 ohmios
Entonces, la resistencia a través del conductor es de 2,5 ohmios.
Problema 3: encuentre el voltaje a través de la resistencia de 3 Kilo ohm. Si la corriente que fluye a través de la resistencia es de 2 A.
Solución:
V = IR
= 2 x 3 x 10 3
= 6 KV
Entonces, el voltaje a través de la resistencia es de 6 KV.
Problema 4: Encuentra el voltaje dividido del potenciómetro si R1 es de 2 ohmios, R2 es de 4 ohmios y el voltaje de entrada es de 3V.
Solución:
Voltaje de salida = 3 x ( 4/ 2+4)
= 3 × ( 2 / 3 )
= 2 voltios
Entonces, el voltaje de salida del potenciómetro es de 2V.
Problema 5: encuentre el voltaje de entrada del potenciómetro si la resistencia se divide por igual y el voltaje de salida es de 6 V
Solución:
Voltaje de entrada = 2 x 6
= 12 voltios
Entonces, el voltaje de entrada del potenciómetro es de 12V.
Problema 6: encuentre el voltaje en R1. Si el voltaje de la fuente es de 5 V, R1 = 3 ohmios y R2 = 6 ohmios.
Solución:
Voltaje a través de R1 = 5 x (3/3 + 6)
= 5 x (3 / 9)
= 5 × (1 / 3)
= 1,67 voltios
Entonces, la caída de voltaje en R1 es 1.67V.
Problema 7: encuentre el voltaje de salida si R1 = 30μ ohm y R2 = 2K ohm. El voltaje de la fuente es de 50V.
Solución:
Como R2>>R1,
Entonces, V out es casi igual a V in .
V de salida = V de entrada
V de salida = 50 V
Entonces, el voltaje de salida es de 50 V.
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Artículo escrito por devansh1712thakur y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA