Corriente y carga
- Intensidad
- I = ΔQ / Δt
- Carga
- Q = ne
I intensidad de corrienteQ cargan número de cargase carga elemental
Fórmulas de electricidad y ondas
Las fórmulas clave de circuitos, campos y ondas en una hoja de física: corriente y resistencia, circuitos en serie y en paralelo, condensadores, campo eléctrico, magnetismo, ondas, luz y lentes, con los símbolos explicados.
Última actualización
Las fórmulas clave de circuitos, campos y ondas en una sola página: la electricidad, el magnetismo y las ondas de AP Physics 2 y de la física de A level. Debajo de cada fórmula se explican sus símbolos y sus condiciones, y la hoja termina con las constantes. Las fórmulas que tienen calculadora enlazan con ella, para que pruebes tus propios valores. Cambia al modo Pregúntame para ocultar las fórmulas y ponerte a prueba, o imprime la hoja entera.
Corriente y resistencia
Ley de Ohm
- V = IR
- Resistividad
- R = ρL / A
V voltajeR resistenciaρ resistividadL longitudA área de la sección
Potencia y energía eléctrica
- Potencia eléctrica
- P = IV = I²R = V² / R
- Energía transferida
- E = Pt = IVt
P potenciat tiempo
Fem y resistencia interna
- ε = I(R + r)
- Voltaje en los bornes
- V = ε − Ir
ε femr resistencia interna
Circuitos
Resistencias en serie
- Resistencia total
- R_T = R₁ + R₂ + …
- Intensidad
- I_T = I₁ = I₂ = …
- Voltaje
- V_T = V₁ + V₂ + …
Resistencias en paralelo
- Resistencia total
- 1 / R_T = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …
- Dos resistencias
- R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
- Intensidad
- I_T = I₁ + I₂ + …
- Voltaje
- V_T = V₁ = V₂ = …
Leyes de Kirchhoff
- Regla de los nudos
- ΣI_in = ΣI_out
- Regla de las mallas
- ΣΔV = 0
Condensadores
- Capacidad
- C = Q / V
- Energía almacenada
- U = ½QV = ½CV²
- En paralelo
- C_T = C₁ + C₂ + …
- En serie
- 1 / C_T = 1 / C₁ + 1 / C₂ + …
- Constante de tiempo
- τ = RC
C capacidadQ carga
Campo eléctrico
Ley de Coulomb
- F = k|q₁q₂| / r²
- Constante de Coulomb
- k = 1 / (4πε₀)
q₁, q₂ cargasr distancia
Campo eléctrico
- E = F / q
- Carga puntual
- E = k|q| / r²
- Entre placas paralelas
- E = V / d
E intensidad del campo eléctricoq cargad distancia entre las placas
Potencial eléctrico
- Carga puntual
- V = kq / r
- Energía potencial eléctrica
- U = qV
- Variación de la energía potencial
- ΔU = qΔV
V potencial eléctricoq cargaU energía potencial
Magnetismo
Fuerza magnética
- Sobre una carga en movimiento
- F = |q|vB sin θ
- Sobre un conductor con corriente
- F = BIL sin θ
B campo magnéticoθ ángulo con el campo
Campo magnético de un conductor largo
- B = μ₀I / (2πr)
μ₀ permeabilidad del vacíor distancia al conductor
Inducción electromagnética
- Flujo magnético
- Φ = BA cos θ
- Ley de Faraday
- ε = −N ΔΦ / Δt
- Varilla que se mueve en un campo
- ε = BLv
Φ flujo magnéticoθ ángulo entre el campo y la normal a la superficieN número de espirasL longitudv velocidad
Ondas y óptica
Ecuación de ondas
- Velocidad de la onda
- v = fλ
- Periodo
- T = 1 / f
f frecuenciaλ longitud de ondaA amplitud
Luz y fotones
- Velocidad de la luz
- c = fλ
- Energía del fotón
- E = hf = hc / λ
En el vacío: λ es la longitud de onda en el vacío.
h constante de Planck
Refracción
- Índice de refracción
- n = c / v
- Ley de Snell
- n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂
- Ángulo límite
- sin θ_c = n₂ / n₁
Los ángulos se miden desde la normal. Solo hay ángulo límite cuando n₁ > n₂.
n índice de refracciónθ₁, θ₂ ángulos con la normal
Lentes y espejos
- Lente delgada
- 1 / f = 1 / d_o + 1 / d_i
- Aumento
- M = h_i / h_o = −d_i / d_o
f distancia focaldₒ distancia al objetodᵢ distancia a la imagenhₒ, hᵢ alturas del objeto y de la imagen
Interferencia de doble rendija
- Franjas brillantes
- d sin θ = mλ
- Separación entre franjas
- Δy = λL / d
Separación entre franjas: para ángulos pequeños, con la pantalla lejos de las rendijas.
d distancia entre las rendijasm orden de la franjaL distancia a la pantalla
Constantes
Constantes
- Carga elemental
- e = 1.60 × 10⁻¹⁹ C
- Constante de Coulomb
- k = 8.99 × 10⁹ N m²/C²
- Permitividad del vacío
- ε₀ = 8.85 × 10⁻¹² C²/(N m²)
- Velocidad de la luz
- c = 3.00 × 10⁸ m/s
- Constante de Planck
- h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s
- Permeabilidad del vacío
- μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T m/A
En serie o en paralelo
Casi todas las preguntas de circuitos se reducen a dos reglas. En serie, uno detrás de otro, todos los componentes llevan la misma intensidad y los voltajes suman el de la pila. En paralelo, uno al lado de otro, todas las ramas tienen el mismo voltaje y las intensidades suman el total.
Por eso la resistencia se suma en serie y se hace más pequeña en paralelo. Dos resistencias de 6 Ω en serie dan 12 Ω; las mismas dos en paralelo dan 3 Ω, porque ahora la corriente tiene dos caminos en lugar de uno. Muchos circuitos que mezclan las dos cosas se pueden resolver de dentro hacia fuera: sustituye cada grupo en paralelo por su resistencia equivalente y luego suma las que están en serie. Un circuito que no se puede dividir así, como un puente, necesita las leyes de Kirchhoff.
Qué fórmula de la potencia usar
P = IV, P = I²R y P = V² / R son una sola fórmula, con V = IR metida para quitar la magnitud que no conoces. Usa la que solo necesita lo que tienes. Una bombilla de 60 W conectada a 230 V consume I = 60 / 230, unos 0,26 A, y su resistencia es R = 230² / 60, unos 880 Ω. La calculadora de la ley de Ohm resuelve las cuatro para lo que dejes en blanco.
La energía que gasta un aparato es su potencia por el tiempo que funciona, E = Pt. En julios el tiempo va en segundos; en una factura de la luz la potencia va en kilovatios y el tiempo en horas, lo que da kilovatios hora.
Las mismas fórmulas en otras notaciones
AP Physics 2 escribe ΔV para un voltaje, donde esta hoja y A level escriben V, y escribe la ley de Coulomb con 1 / (4πε₀) en lugar de k: la hoja da las dos, porque son el mismo número. A level escribe la ecuación de la lente delgada como 1 / f = 1 / u + 1 / v, con u y v las distancias al objeto y a la imagen; esta hoja mantiene d_o y d_i para que v pueda seguir siendo una velocidad.
Qué ver después
La calculadora de longitud de onda resuelve la ecuación de ondas y la energía del fotón para cualquier valor que dejes en blanco, y las demás calculadoras de física muestran cada paso. Para el movimiento, las fuerzas y la energía, el formulario de mecánica es la otra mitad del curso.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la ley de Ohm?
V = IR: el voltaje entre los extremos de una resistencia es la intensidad que la atraviesa por su resistencia. Una pila de 6 V conectada a una resistencia de 3 Ω hace circular una intensidad de 2 A. Se cumple en resistencias a temperatura constante; una bombilla de filamento o un diodo no la siguen.
¿Cómo se suman resistencias en paralelo?
Se suman los inversos: 1/R_T = 1/R₁ + 1/R₂. Para dos resistencias eso da R_T = R₁R₂ / (R₁ + R₂), así que 6 Ω y 3 Ω en paralelo dan 2 Ω. El total siempre es menor que la resistencia más pequeña, porque cada rama añade otro camino para la corriente.
¿Qué diferencia hay entre fem y voltaje?
La fem ε es la energía que una pila da a cada culombio de carga. Cuando la pila hace circular una corriente, el voltaje en sus bornes es menor que eso, porque parte de la energía se gasta dentro de la pila: V = ε − Ir, donde r es su resistencia interna.
¿Qué relación hay entre la longitud de onda y la frecuencia?
La velocidad de una onda es su frecuencia por su longitud de onda, v = fλ. Para la luz en el vacío la velocidad es c, así que la luz verde con una longitud de onda de 500 nm tiene una frecuencia de 3,00 × 10⁸ / 5,00 × 10⁻⁷ = 6,0 × 10¹⁴ Hz. A la misma velocidad, una frecuencia mayor siempre significa una longitud de onda más corta.
¿Esta hoja cubre AP Physics 2?
Cubre las fórmulas principales de la electricidad, el magnetismo, las ondas y la óptica de AP Physics 2, no su termodinámica ni su física moderna. En el examen el College Board te da su propia hoja de ecuaciones, así que practica con esa y usa esta como complemento gratuito.
¿Quieres probarlo con tus propios números?
Calculadora de la ley de Ohm Abrir la calculadora