Corriente Eléctrica y Fem: Fórmulas Clave en Colombia | ORBITECH

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Ley de Ohm y resistencia eléctrica

Relaciones fundamentales entre voltaje, corriente y resistencia en conductores óhmicos.

Ley de Ohm law

V = I \cdot R

Formes alternatives

$I = \frac{V}{R}$ — Para calcular la corriente cuando conoces voltaje y resistencia
$R = \frac{V}{I}$ — Para calcular la resistencia cuando conoces voltaje y corriente

Symbole	Signification	Unité
`V`	voltaje o diferencia de potencial Entre dos puntos de un conductor. En Colombia, el voltaje doméstico es 110 V o 220 V según la zona.	voltio
`I`	intensidad de corriente eléctrica Cantidad de carga que fluye por segundo. Ejemplo: un bombillo LED consume 0.1 A.	amperio
`R`	resistencia eléctrica Oposición al paso de corriente. Depende del material y geometría. Ejemplo: resistencia de un alambre de cobre.	ohmio

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 3} {[I]}^{- 1}$

Exemple : Calcula la corriente que circula por un bombillo de 100 $Ω$ conectado a 110 V en Bogotá: I = 110 V / 100 $Ω$ = 1.1 A.

Resistencia de un conductor cilíndrico law

R = ρ \cdot \frac{L}{A}

Symbole	Signification	Unité
`R`	resistencia eléctrica Depende del material y sus dimensiones.	ohmio
`\rho`	resistividad del material Para cobre: 1.68×10^{-8} $Ω$ ·m a 20°C. Para aluminio: 2.82×10^{-8} $Ω$ ·m.	ohmio por metro
`L`	longitud del conductor Ejemplo: cable de 5 m de extensión.	metro
`A`	área de la sección transversal Para un alambre de 1 mm de diámetro, A ≈ 7.85×10^{-7} m².	metro cuadrado

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 3} {[I]}^{- 2}$

Exemple : Halla la resistencia de un cable de cobre ( $ρ$ = 1.7×10^{-8} $Ω$ ·m) de 10 m de largo y 1 mm de diámetro: R = (1.7×10^{-8})(10)/(7.85×10^{-7}) ≈ 0.216 $Ω$ .

Resistividad y temperatura law

ρ = ρ_{0} [1 + α (T - T_{0})]

Symbole	Signification	Unité
`\rho`	resistividad a temperatura T Aumenta con la temperatura en metales puros.	ohmio por metro
`\rho_0`	resistividad a temperatura de referencia T₀ Generalmente T₀ = 20°C.	ohmio por metro
`\alpha`	coeficiente de temperatura de resistividad Para cobre: 0.0039 ° $C^{- 1}$ . Para carbón: -0.0005 ° $C^{- 1}$ .	por grado Celsius
`T`	temperatura final Ejemplo: temperatura ambiente en Medellín (22°C).	grado Celsius
`T_0`	temperatura de referencia Usualmente 20°C.	grado Celsius

Dimensions : ${[Θ]}^{- 1}$

Exemple : Calcula la resistividad del cobre a 40°C si $ρ$ _0 = 1.68×10^{-8} $Ω$ ·m y $α$ = 0.0039 ° $C^{- 1}$ : $ρ$ = 1.68×10^{-8}[1 + 0.0039(40-20)] ≈ 1.81×10^{-8} $Ω$ ·m.

Fuerza electromotriz (fem) y circuitos

Conceptos clave sobre fuentes de energía eléctrica y su comportamiento en circuitos simples.

Definición de fuerza electromotriz (fem) definition

ε = \frac{W}{q}

Symbole	Signification	Unité
`\varepsilon`	fuerza electromotriz Energía por unidad de carga suministrada por la fuente. Ejemplo: pila AA tiene $ε$ ≈ 1.5 V.	voltio
`W`	trabajo realizado por la fuente Energía convertida de química a eléctrica.	julio
`q`	carga eléctrica transferida Ejemplo: 1 C = 6.24×10^{18} electrones.	culombio

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 3} {[I]}^{- 1}$

Exemple : Una pila realiza 4.5 J de trabajo para mover 3 C de carga: $ε$ = 4.5 J / 3 C = 1.5 V.

Circuito con resistencia interna law

ε = V + I \cdot r

Symbole	Signification	Unité
`\varepsilon`	fuerza electromotriz Voltaje ideal de la fuente sin carga.	voltio
`V`	voltaje terminal Voltaje real medido en los bornes de la fuente con carga.	voltio
`I`	corriente en el circuito Depende de la resistencia total del circuito.	amperio
`r`	resistencia interna de la fuente Para una pila AA nueva: r ≈ 0.1 $Ω$ . Aumenta con el uso.	ohmio

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 3} {[I]}^{- 1}$

Exemple : Una pila de 1.5 V con r = 0.2 $Ω$ entrega 0.5 A a un circuito. Calcula V: V = 1.5 V - (0.5 A)(0.2 $Ω$ ) = 1.4 V.

Ley de Joule para energía térmica law

Q = I^{2} \cdot R \cdot t

Formes alternatives

$Q = V \cdot I \cdot t$ — Cuando se conoce el voltaje en lugar de la resistencia
$Q = \frac{V^{2}}{R} \cdot t$ — Para circuitos donde predomina el voltaje

Symbole	Signification	Unité
`Q`	energía térmica disipada Calor generado en una resistencia. Ejemplo: plancha eléctrica.	julio
`I`	corriente eléctrica Corriente que circula por la resistencia.	amperio
`R`	resistencia Resistencia del elemento calefactor.	ohmio
`t`	tiempo Duración del paso de corriente. Ejemplo: 30 minutos = 1800 s.	segundo

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 2}$

Exemple : Un calentador eléctrico de 50 $Ω$ consume 2 A durante 10 minutos. Calcula el calor generado: Q = (2 A)^2 × 50 $Ω$ × 600 s = 120 000 J.

Potencia eléctrica y consumo

Cálculo de potencia en dispositivos eléctricos y su relación con el consumo energético en hogares colombianos.

Potencia eléctrica definition

P = V \cdot I

Formes alternatives

$P = I^{2} \cdot R$ — Cuando se conoce la resistencia y la corriente
$P = \frac{V^{2}}{R}$ — Cuando se conoce el voltaje y la resistencia

Symbole	Signification	Unité
`P`	potencia eléctrica Energía por unidad de tiempo. Ejemplo: bombillo LED de 12 W.	vatio
`V`	voltaje Voltaje aplicado al dispositivo.	voltio
`I`	corriente Corriente que circula por el dispositivo.	amperio

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 3}$

Exemple : Calcula la potencia de un ventilador que consume 0.5 A a 110 V: P = 110 V × 0.5 A = 55 W.

Energía eléctrica consumida definition

E = P \cdot t

Formes alternatives

$E = V \cdot I \cdot t$ — Expresión alternativa usando voltaje y corriente

Symbole	Signification	Unité
`E`	energía eléctrica Energía total consumida por un dispositivo.	julio
`P`	potencia del dispositivo Ejemplo: nevera de 300 W.	vatio
`t`	tiempo de uso Ejemplo: 2 horas = 7200 s.	segundo

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 2}$

Exemple : Una nevera de 300 W funciona 8 horas al día. Calcula su consumo diario en julios: E = 300 W × 28 800 s = 8 640 000 J.

Costo de energía eléctrica en Colombia definition

C o s t o = \frac{E}{1000} \cdot t a r i f a

Symbole	Signification	Unité
`Costo`	costo en pesos colombianos Precio a pagar por el consumo de energía.	peso
`E`	energía consumida 1 kWh = 3 600 000 J. Ejemplo: consumo mensual de un hogar.	kilovatio-hora
`tarifa`	tarifa por kWh en COP En 2023, en Bogotá: ~600 COP/kWh para estratos 3-4.	peso por kilovatio-hora

Dimensions : $[M] {[L]}^{2} {[T]}^{- 2}$

Exemple : Un hogar consume 150 kWh en un mes con tarifa de 600 COP/kWh. Costo = (150 kWh / 1000) × 600 COP/kWh = 90 000 COP.

Ley de Ohm y resistencia eléctrica

Fuerza electromotriz (fem) y circuitos

Potencia eléctrica y consumo

Fuentes