Electricidad, magnetismo y ondas: circuitos, inducción, ondas, sonido y luz
Este bloque cubre la corriente eléctrica y su relación con el magnetismo, y el comportamiento de las ondas, con especial atención al sonido y a la luz. El examen pide resolver circuitos, aplicar Faraday-Lenz y relacionar periodo, frecuencia y longitud de onda.
Circuitos e inducción
- Ley de Ohm: V = IR. En serie, R_eq = R₁ + R₂ y la intensidad es común; en paralelo, 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ y la tensión es común.
- Potencia P = VI = I²R = V²/R; energía = potencia × tiempo.
- Faraday: la fem inducida depende de la variación de flujo magnético. Lenz: la corriente inducida se opone a la causa que la produce.
- Aplicaciones: alternador, transformador (V₁/V₂ = N₁/N₂) y frenado magnético.
Ondas, sonido y luz
- v = λf; T = 1/f. En un cambio de medio cambia v y λ, pero la frecuencia se mantiene.
- Sonido: onda mecánica longitudinal; 343 m/s en aire a 20 °C; intensidad en dB; eco y efecto Doppler.
- Luz: onda electromagnética transversal; reflexión, refracción (ley de Snell), reflexión total interna y dispersión.
- Lentes convergentes y divergentes: imagen real o virtual según la distancia focal.
Ejemplo resuelto
Una batería de 12 V alimenta R₁ = 4 Ω en serie con el paralelo de R₂ = 6 Ω y R₃ = 3 Ω. El paralelo vale (6 × 3)/(6 + 3) = 2 Ω; la resistencia total es 6 Ω y la intensidad 12/6 = 2 A. La caída en el paralelo es 2 × 2 = 4 V, de modo que por R₂ circulan 4/6 ≈ 0,67 A y por R₃ 4/3 ≈ 1,33 A. La potencia total es 12 × 2 = 24 W.
Errores típicos
- No convertir mA o kΩ antes de aplicar Ohm.
- Confundir las reglas de serie y paralelo.
- Invertir el sentido de la ley de Lenz.
- Creer que la frecuencia cambia al pasar de un medio a otro.