Fórmulas clave de electricidad básica para estudiantes venezolano | ORBITECH

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Carga eléctrica y ley de Coulomb

Fórmulas para calcular fuerzas entre cargas y propiedades de la carga eléctrica.

Ley de Coulomb law

F = \frac{1}{4 π ε_{0}} \cdot \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}

Formes alternatives

$F = k \cdot \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ — Donde k = 9 × 10⁹ N·m²/C² es la constante de Coulomb
$k = \frac{1}{4 π ε_{0}}$ — Relación entre k y ε₀

Symbole	Signification	Unité
`F`	fuerza eléctrica Fuerza de atracción (+) o repulsión (-) entre dos cargas	N
`q₁, q₂`	cargas eléctricas Valores positivos o negativos según el tipo de carga	C
`r`	distancia entre cargas Distancia en línea recta entre los centros de las cargas	m
`ε₀`	constante dieléctrica del vacío ε₀ ≈ 8.85 × 10⁻¹² F/m (valor constante)	F/m

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

Exemple : Calcular la fuerza entre dos cargas de 5 μC y -3 μC separadas 0.2 m en Maracaibo. Respuesta: 3.37 N (atracción).

Carga elemental y número de electrones definition

Q = n \cdot e

Symbole	Signification	Unité
`Q`	carga total Carga eléctrica neta	C
`n`	número de electrones Número entero de partículas cargadas
`e`	carga elemental e ≈ 1.6 × 10⁻¹⁹ C (valor absoluto)	C

Dimensions : $[I] [T]$

Exemple : Un objeto gana 10⁴ electrones. ¿Cuál es su carga? Respuesta: Q = 1.6 × 10⁻¹⁵ C.

Constante de Coulomb definition

k = \frac{1}{4 π ε_{0}}

Symbole	Signification	Unité
`k`	constante de Coulomb Valor aproximado: 9 × 10⁹ N·m²/C²	N·m²/C²
`ε₀`	constante dieléctrica del vacío ε₀ ≈ 8.85 × 10⁻¹² F/m	F/m

Dimensions : [M][L]^{3}[T]⁻⁴[I]⁻^{2} ParseError: Double superscript at position 20: …L]^{3}[T]⁻⁴[I]⁻^̲{2}

Exemple : Usar k = 9 × 10⁹ N·m²/C² para calcular la fuerza entre dos cargas de 1 C separadas 1 m. Respuesta: 9 × 10⁹ N.

Campo eléctrico

Fórmulas para calcular campos eléctricos generados por cargas y su relación con la fuerza.

Campo eléctrico de carga puntual law

E = \frac{1}{4 π ε_{0}} \cdot \frac{q}{r^{2}}

Formes alternatives

$E = k \cdot \frac{q}{r^{2}}$ — Usando la constante de Coulomb k = 9 × 10⁹ N·m²/C²
$E = \frac{F}{q}$ — Definición de campo eléctrico a partir de la fuerza

Symbole	Signification	Unité
`E`	campo eléctrico Intensidad del campo eléctrico en un punto	N/C
`q`	carga generadora Carga que crea el campo	C
`r`	distancia al punto Distancia desde la carga al punto de medición	m

Dimensions : [M][L][T]⁻^{3}[I]⁻^{1} ParseError: Double superscript at position 11: [M][L][T]⁻^̲{3}[I]⁻^{1}

Exemple : Calcular el campo eléctrico a 0.5 m de una carga de 2 μC en Caracas. Respuesta: 7.2 × 10⁴ N/C.

Campo eléctrico uniforme law

E = \frac{V}{d}

Symbole	Signification	Unité
`E`	campo eléctrico Campo entre dos placas paralelas	N/C
`V`	diferencia de potencial Voltaje entre las placas	V
`d`	distancia entre placas Separación entre las placas conductoras	m

Dimensions : [M][L][T]⁻^{3}[I]⁻^{1} ParseError: Double superscript at position 11: [M][L][T]⁻^̲{3}[I]⁻^{1}

Exemple : Dos placas separadas 10 cm tienen 220 V entre ellas. ¿Cuál es el campo eléctrico? Respuesta: 2200 N/C.

Fuerza en un campo eléctrico law

F = q \cdot E

Symbole	Signification	Unité
`F`	fuerza eléctrica Fuerza sobre una carga en un campo	N
`q`	carga Carga que experimenta la fuerza	C
`E`	campo eléctrico Intensidad del campo en el punto	N/C

Dimensions : [M][L][T]⁻^{2} ParseError: Double superscript at position 11: [M][L][T]⁻^̲{2}

Exemple : Una carga de 4 μC en un campo de 5 × 10⁴ N/C. ¿Qué fuerza ejerce? Respuesta: 0.2 N.

Potencial eléctrico y energía

Fórmulas para calcular potencial eléctrico, diferencia de potencial y energía potencial.

Potencial eléctrico de carga puntual law

V = \frac{1}{4 π ε_{0}} \cdot \frac{q}{r}

Formes alternatives

$V = k \cdot \frac{q}{r}$ — Usando k = 9 × 10⁹ N·m²/C²
$V = E \cdot r$ — Para campo uniforme y carga en línea recta

Symbole	Signification	Unité
`V`	potencial eléctrico Potencial en un punto respecto al infinito	V
`q`	carga generadora Carga que crea el potencial	C
`r`	distancia a la carga Distancia desde la carga al punto	m

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{3}[I]⁻^{1} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{3}[I]⁻^{1}

Exemple : Calcular el potencial a 0.1 m de una carga de -5 μC en Barquisimeto. Respuesta: -4.5 × 10⁵ V.

Diferencia de potencial en campo uniforme law

V = E \cdot d

Symbole	Signification	Unité
`V`	diferencia de potencial Voltaje entre dos puntos	V
`E`	campo eléctrico Campo eléctrico uniforme	N/C
`d`	distancia entre puntos Separación en la dirección del campo	m

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{3}[I]⁻^{1} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{3}[I]⁻^{1}

Exemple : Un campo de 5000 N/C separa dos puntos por 0.02 m. ¿Cuál es la diferencia de potencial? Respuesta: 100 V.

Energía potencial eléctrica definition

U = q \cdot V

Formes alternatives

$U = q \cdot E \cdot d$ — Para campo uniforme y movimiento en línea recta

Symbole	Signification	Unité
`U`	energía potencial eléctrica Energía almacenada por la carga en el campo	J
`q`	carga Carga que se mueve en el campo	C
`V`	potencial eléctrico Diferencia de potencial entre los puntos	V

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{2} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{2}

Exemple : Una carga de 2 μC se mueve entre dos puntos con ΔV = 12 V. ¿Cuánta energía gana? Respuesta: 2.4 × 10⁻⁵ J.

Corriente eléctrica y resistencia

Fórmulas para calcular corriente, resistencia y sus relaciones fundamentales.

Corriente eléctrica definition

I = \frac{Q}{t}

Symbole	Signification	Unité
`I`	corriente eléctrica Flujo de carga por unidad de tiempo	A
`Q`	carga transferida Cantidad total de carga que pasa	C
`t`	tiempo Duración del flujo de carga	s

Dimensions : $[I]$

Exemple : Por un cable pasan 3 C en 2 segundos. ¿Cuál es la corriente? Respuesta: 1.5 A.

Resistencia de un conductor law

R = ρ \cdot \frac{L}{A}

Symbole	Signification	Unité
`R`	resistencia Oposición al paso de corriente	Ω
`ρ`	resistividad Depende del material: cobre ρ ≈ 1.7 × 10⁻⁸ Ω·m	Ω·m
`L`	longitud del conductor Longitud total del cable o alambre	m
`A`	área transversal Sección del conductor	m²

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{3}[I]⁻^{2} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{3}[I]⁻^{2}

Exemple : Un cable de cobre de 10 m de largo y 1 mm² de área. ¿Cuál es su resistencia? Respuesta: 0.17 Ω.

Ley de Ohm law

V = I \cdot R

Formes alternatives

$I = \frac{V}{R}$ — Para calcular corriente a partir de voltaje y resistencia
$R = \frac{V}{I}$ — Para calcular resistencia a partir de voltaje y corriente

Symbole	Signification	Unité
`V`	voltaje o diferencia de potencial Energía por unidad de carga entre dos puntos	V
`I`	corriente eléctrica Flujo de carga en el circuito	A
`R`	resistencia Oposición al flujo de corriente	Ω

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{3}[I]⁻^{1} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{3}[I]⁻^{1}

Exemple : Un resistor de 220 Ω con 12 V. ¿Cuál es la corriente? Respuesta: 0.0545 A.

Potencia y energía eléctrica

Fórmulas para calcular la potencia disipada en resistores y la energía consumida por dispositivos.

Potencia eléctrica law

P = V \cdot I

Formes alternatives

$P = I^{2} \cdot R$ — Para resistores donde V = I·R
$P = \frac{V^{2}}{R}$ — Para resistores donde I = V/R

Symbole	Signification	Unité
`P`	potencia eléctrica Energía por unidad de tiempo disipada o consumida	W
`V`	voltaje Diferencia de potencial aplicada	V
`I`	corriente Corriente que fluye	A

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{3} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{3}

Exemple : Un bombillo de 60 W conectado a 120 V. ¿Cuál es la corriente? Respuesta: 0.5 A.

Energía eléctrica consumida law

E = P \cdot t

Formes alternatives

$E = V \cdot I \cdot t$ — Expresión alternativa usando voltaje y corriente
$E = I^{2} \cdot R \cdot t$ — Para resistores

Symbole	Signification	Unité
`E`	energía eléctrica Energía total consumida o producida	J
`P`	potencia Potencia del dispositivo	W
`t`	tiempo Duración de uso	s

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{2} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{2}

Exemple : Un aire acondicionado de 1500 W funciona 3 horas. ¿Cuánta energía consume? Respuesta: 16.2 MJ (o 4.5 kWh).

Costo de energía eléctrica approximation

C o s t o = E \cdot t a r i f a

Symbole	Signification	Unité
`Costo`	costo en bolívares Costo total a pagar	VES
`E`	energía consumida Energía en unidades comerciales	kWh
`tarifa`	tarifa eléctrica Tarifa residencial en Venezuela: aproximadamente 0.0005 VES/kWh (valor referencial 2023)	VES/kWh

Dimensions : [M][L]^{2}[T]⁻^{2} ParseError: Double superscript at position 15: [M][L]^{2}[T]⁻^̲{2}

Exemple : Consumo de 100 kWh en un mes con tarifa de 0.0005 VES/kWh. Costo: 0.05 VES (¡solo 5 céntimos!).

Carga eléctrica y ley de Coulomb

Campo eléctrico

Potencial eléctrico y energía

Corriente eléctrica y resistencia

Potencia y energía eléctrica

Fuentes