Corriente eléctricaLa corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica. En un conductor sólido son los electrones los que transportan la carga por el circuito. Esto se debe a que los electrones pueden moverse libremente por toda la red atómica. En los fluidos, el flujo de carga eléctrica puede deberse tanto a los electrones como a iones positivos y negativos. Hay que advertir que la carga total de un cable que transporta una corriente es cero. (El número de electrones del cable es igual al número de protones de todos los núcleos atómicos).
Una corriente eléctrica se define como el desplazamiento de cargas eléctricas a lo largo de un conductor. Si se une mediante un conductor dos cuerpos cargados, los electrones pasan de un cuerpo a otro, hasta que ambos estén al mismo potencial eléctrico. Se establece por lo tanto una corriente transitoria. Para que la corriente sea permanente entre los dos puntos unidos por un conductor, debe existir una diferencia de potencial permanente, es decir, un campo eléctrico. Sólo en este caso, los electrones son impulsados por una fuerza debida al campo eléctrico, originándose así la corriente eléctrica.
Para ello se necesita un generador eléctrico, que es una máquina que transforma energía mecánica en energía eléctrica y, a la vez un dispositivo que mantiene una diferencia de potencial entre sus polos. El polo negativo del generador es el de menor potencial y el polo positivo el de mayor potencial.
Fuentes de voltajeLa carga no fluye a menos que haya una diferencia de potencial. Todo dispositivo que suministre una diferencia de potencial se llama fuente de voltaje.Esos generadores de electricidad como las pilas, acumuladores, baterías, dínamos, dan origen a una corriente que circula en un solo sentido, por mantenerse constante la polaridad de los bornes o polos del generador. En este caso la corriente se llama continua o directa y se representa por las inicial (D.C o C.C) o por un segmento rectilíneo (-) .
Otros generadores de electricidad, como los que producen corriente por magnetismo, llamados alternadores, dan origen a corrientes que cambian de sentido muchas veces por segundo, debido a que la polaridad de los bornes o polos cambia periódicamente. En este caso la corriente se llama alterna y se representa por las iniciales CA o por una sinusoide (˜ ˜)
Cuando entre dos puntos de una región se produce un movimiento de cargas eléctricas, ya sean positivas o negativas, se dice que existe una corriente eléctrica. El sentido (convencional) de una corriente eléctrica es el movimiento de las cargas positivas. Por tanto, como las cargas positivas se mueven en la dirección del campo eléctrico, el sentido de una corriente eléctrica es siempre el del campo eléctrico aplicado o, lo que es igual, el sentido de la corriente va siempre del punto de potencial eléctrico más alto al de potencial eléctrico más bajo.
Intensidad de corrienteLa corriente eléctrica es el flujo de cargas negativas que atraviesan un conductor, de manera que el mismo número de cargas que entran por uno de sus extremos sale por el otro. La intensidad de una corriente eléctrica, o simplemente la corriente es la cantidad de electricidad que atraviesa la sección del conductor en la unidad de tiempo. Se representa por I y es una magnitud escalar. Si por un conductor ha circulado una carga q durante un tiempo t, la intensidad de la corriente es:
En el sistema internacional se emplea como unidad de intensidad el amperio (A), que es el paso a través de un conductor eléctrico de un Coulomb de carga eléctrica en un segundo:
Se denomina amperio en honor al científico francés Andre Marie Ampère(1775-1836)Suelen emplearse también el miliamperio (mA) y el microamperio (mA)equivalente respectivamente:
mA = 10-3 A
mA = 10-6A
Resistencia de un conductorEl concepto de resistencia eléctrica nace de la existencia de materiales conductores y materiales aislantes y del hecho de que no todos los materiales conducen con igual facilidad la corriente eléctrica. Es decir, unos ofrecen más resistencia a su paso que otros.Cuando entre los extremos de un conductor se establece una diferencia de potencial V, aparece a través del mismo una corriente cuya intensidad I depende de las dimensiones del conductor, así como del material que lo constituye.
Si se modifica la diferencia de potencial, la intensidad varía también, pero de forma que ambas magnitudes permanecen directamente proporcionales, es decir, el cociente V / I se mantiene constante. Al representar V en función de I en un sistema de ejes rectangulares, se obtiene como gráfico una recta que pasa por el origen de las coordenadas. Se concluye del gráfico que la diferencia de potencial V aplicada a los extremos del conductor es directamente proporcional a la intensidad I de la corriente.
Es decir: V a I. Cuando una magnitud es directamente proporcional a otra, la primera es igual a la segunda multiplicada por una constante. En el caso estudiado la constante se designa por R y se llama resistencia del conductor. Lo anterior se expresa matemáticamente mediante la siguiente ecuación:V = R.I Este resultado fue descubierto en forma experimental por el físico alemán George Simón Ohm (1789-1854).
Este hecho que se conoce con el nombre de ley de Ohm, se enuncia del siguiente modo: “La razón entre la diferencia de potencial V aplicada a los extremos de un conductor y la intensidad I que, circula por él es una cantidad constante denominada resistencia del conductor.” La resistencia de un conductor se representa por R.
La unidad de resistencia en el sistema internacional se denomina ohmio .Ohmio es la resistencia de un conductor que bajo una diferencia de potencial de un voltio permite el paso de un amperio.
Se representa por
.
Despejando I en la ley de Ohm, se obtiene:
Lo cual permite otro enunciado de la mencionada ley: La intensidad que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial existente entre sus extremos, e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.
Factores de resistenciaExperimentalmente puede comprobarse que la resistencia de un conductor homogéneo y de sección constante a una temperatura determinada es:
-Directamente proporcional a la longitud del conductor.-Inversamente proporcional al área de su sección transversal-Depende de la naturaleza del conductor
Estas conclusiones de carácter experimental se denomina leyes de Pouillet y quedan resumidas en la siguiente ecuación:
Siendo longitud del conductor (l), la superficie de su sección transversal (S) y el material de que está compuesto el conductor (p).En términos generales, la resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su superficie siendo p la constante de proporcionalidad que se llama resistividad del conductor.
