La corriente eléctrica o intensidad
eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un
material. 1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el
interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en
C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente
eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo
magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.
El instrumento usado para medir la
intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en
amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya
intensidad se desea medir.
históricamente, la corriente
eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido
convencional de circulación de la corriente, como un flujo de cargas desde el
polo positivo al negativo. Sin embargo posteriormente se observó, gracias al
efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son negativos,
electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. En
conclusión, el sentido convencional y el real son ciertos en tanto que los
electrones como protones fluyen desde el polo negativo hasta llegar al positivo
(sentido real), cosa que no contradice que dicho movimiento se inicia al lado
del polo positivo donde el primer electrón se ve atraído por dicho polo creando
un hueco para ser cubierto por otro electrón del siguiente átomo y así
sucesivamente hasta llegar al polo negativo (sentido convencional) es decir la
corriente eléctrica es el paso de electrones desde el polo negativo al positivo
comenzando dicha progresión en el polo positivo.
En el siglo XVIII cuando se
hicieron los primeros experimentos con electricidad, sólo se disponía de carga
eléctrica generada por frotamiento (Electricidad Estática) o por inducción. Se
logró (por primera vez, en 1800) tener un movimiento constante de carga cuando
el físico italiano Alessandro Volta inventó la primera pila eléctrica.
Conducción eléctrica
Un material conductor posee gran
cantidad de electrones libres, por lo que es posible el paso de la electricidad
a través del mismo. Los electrones libres, aunque existen en el material, no se
puede decir que pertenezcan a algún átomo determinado.
Una corriente de electricidad
existe en un lugar cuando una carga neta se transporta desde ese lugar a otro
en dicha región. Supongamos que la carga se mueve a través de un alambre. Si la
carga q se transporta a través de una sección transversal dada del alambre, en
un tiempo t, entonces la intensidad de corriente I, a través del alambre es:
I = \frac{q}{t} \,\!
Aquí q está dada en culombios, t en
segundos, e I en amperios. Por lo cual, la equivalencia es:
1 A = 1 \frac{C}{s} \,\!
Una característica de los electrones
libres es que, incluso sin aplicarles un campo eléctrico desde afuera, se
mueven a través del objeto de forma aleatoria debido a la energía calórica. En
el caso de que no hayan aplicado ningún campo eléctrico, cumplen con la regla
de que la media de estos movimientos aleatorios dentro del objeto es igual a
cero. Esto es: dado un plano irreal trazado a través del objeto, si sumamos las
cargas (electrones) que atraviesan dicho plano en un sentido, y sustraemos las
cargas que lo recorren en sentido inverso, estas cantidades se anulan.
Cuando se aplica una fuente de
tensión externa (como, por ejemplo, una batería) a los extremos de un material
conductor, se está aplicando un campo eléctrico sobre los electrones libres.
Este campo provoca el movimiento de los mismos en dirección al terminal
positivo del material (los electrones son atraídos [tomados] por el terminal
positivo y rechazados [inyectados] por el negativo). Es decir, los electrones
libres son los portadores de la corriente eléctrica en los materiales
conductores.
Si la intensidad es constante en el
tiempo, se dice que la corriente es continua; en caso contrario, se llama
variable. Si no se produce almacenamiento ni disminución de carga en ningún
punto del conductor, la corriente es estacionaria.
Para obtener una corriente de 1
amperio, es necesario que 1 culombio de carga eléctrica por segundo esté
atravesando un plano imaginario trazado en el material conductor.
El valor I de la intensidad
instantánea será:
I = \frac{dq}{dt}
Si la intensidad permanece
constante, en cuyo caso se denota Im, utilizando incrementos finitos de tiempo
se puede definir como:
I_m = \frac{\Delta q}{\Delta t}
Si la intensidad es variable la
fórmula anterior da el valor medio de la intensidad en el intervalo de tiempo
considerado.
Según la ley de Ohm, la intensidad
de la corriente es igual a la tensión (o voltaje) dividido por la resistencia
que oponen los cuerpos:
I = \frac{V}{R}
Haciendo referencia a la potencia,
la intensidad equivale a la raíz cuadrada de la potencia dividida por la
resistencia. En un circuito que contenga varios generadores y receptores, la
intensidad es igual a:
I= \frac{\Sigma\ \mathcal{E} -
\Sigma\ \mathcal{E}'}{\Sigma\ R + \Sigma\ r + \Sigma\ r'}
donde \Sigma\epsilon es el
sumatorio de las fuerzas electromotrices del circuito, \Sigma\epsilon ' es la
suma de todas la fuerzas contraelectromotrices, \Sigma R es la resistencia
equivalente del circuito, \Sigma r es la suma de las resistencias internas de
los generadores y \Sigma r' es el sumatorio de las resistencias internas de los
receptores.
Intensidad de corriente en un
elemento de volumen: dI = n\cdot q\cdot
dS\cdot v , , donde encontramos n como el número de cargas portadoras por
unidad de volumen dV; q refiriéndose a la carga del portador; v la velocidad
del portador y finalmente dS como el área de la sección del elemento de volumen
de conductor
Definición por medio del
magnetismo
La corriente eléctrica es el flujo
de portadores de carga eléctrica, normalmente a través de un cable metálico o
cualquier otro conductor eléctrico, debido a la diferencia de potencial creada
por un generador de corriente. La ecuación que la describe en electromagnetismo
es:
I = \int_S \vec J \cdot d\vec
S=\int_S \vec J \cdot \vec n dS
Donde \vec J es la densidad de
corriente de conducción, d\vec S es el vector perpendicular al diferencial de
superficie, \vec n es el vector unitario normal a la superficie, y dS es el
diferencial de superficie.
La carga eléctrica puede
desplazarse cuando esté en un objeto y éste es movido, como el electróforo. Un
objeto se carga o se descarga eléctricamente cuando hay movimiento de carga en
su interior.
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