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CORRIENTE ELECTRICA




Enviado por armandoaguilar1



    Indice
    1.
    Introducción

    2. Lámpara
    incandescente

    3. Definición de corriente
    eléctrica

    4. Resistencia y ley de
    OHM

    5. Bibliografía

    1.
    Introducción

    El termino corriente
    eléctrica, o simplemente corriente, se emplea para
    describir la tasa de flujo de carga que pasa por alguna
    región de espacio. La mayor parte de las aplicaciones
    prácticas de la electricidad
    tienen que ver con corrientes eléctricas. Por ejemplo, la
    batería de una luz de destellos
    suministra corriente al filamento de la bombilla cuando el
    interruptor se conecta. Una gran variedad de aparatos
    domésticos funcionan con corriente
    alterna. En estas situaciones comunes, el flujo de carga
    fluye por un conductor, por ejemplo, un alambre de cobre. Es
    posible también que existan corrientes fuera de un
    conductor. Por ejemplo, una haz de electrones en el tubo de
    imagen de una
    TV constituye una corriente.

    2. Lámpara incandescente

    En una lámpara incandescente, una corriente
    eléctrica fluye a través de un delgado hilo de
    volframio denominado filamento. La corriente lo calienta hasta
    alcanzar unos 3.000 ºC, lo que provoca que emita tanto
    calor como
    luz. La
    bombilla o foco debe estar rellena con un gas inerte para
    impedir que el filamento arda. Durante muchos años, las
    lámparas incandescentes se rellenaban con una mezcla de
    nitrógeno y argón. Desde hace un tiempo
    comenzó a utilizarse un gas poco
    común, el criptón, ya que permite que el filamento
    funcione a una temperatura
    mayor, lo que da como resultado una luz más
    brillante.

    3. Definición de
    corriente eléctrica

    Siempre que se mueven cargas eléctricas de igual
    signo se establece una corriente eléctrica. Para definir
    la corriente de manera más precisa, suponga que las cargas
    se mueven perpendiculares a una superficie de área A, como
    en la figura 27.1. (Esta sería el área de la
    sección transversal de un alambre, por ejemplo.) La
    corriente es la tasa a la cual fluye la carga por
    esta superficie. Si ΔQ es la cantidad de carga que pasa por
    esta αrea en un intervalo de tiempo Δt,
    la corriente promedio, Ipro,
    es igual a la carga que pasa por A por unidad de tiempo:

    Fig. 27.1 Cargas en movimiento a
    través de un área A. La tasa de flujo de carga en
    el tiempo a través del área se define como la
    corriente I. la dirección de a la cual la carga positiva
    fluiría si tuviera libertad de
    hacerlo. 

    Si la tasa a la cual fluye la carga varía en el
    tiempo, la corriente también varía en el tiempo, y
    definimos a la corriente instantánea I como el
    límite diferencial de la ecuación:

    La unidad de corriente del Sistema
    Internacional es el ampere (A).

    Esto significa que 1ª de corriente es equivalente a
    1C de carga que pasa por el área de la superficie en
    1s.

    Fig. 27.2. Una sección de una conductor uniforme
    de área de sección transversal A. los portadores de
    carga se mueven con una velocidad
    vd y la distancia que recorren en un
    tiempo Δt esta dada por Δx =
    vdΔt. El
    número de portadores de cargas móviles en la
    sección de longitud Δx está dado por
    nAvdΔt , donde n es el
    nϊmero de portadores de carga móviles
    por unidad de volumen.
    Las cargas que pasan por la superficie en la figura 27.1 pueden
    ser positivas negativas o de ambos signos. Es una
    convención dar a la corriente la misma dirección que la del flujo de carga
    positiva. En un conductor como el cobre la
    corriente se debe al movimiento de
    electrones cargados negativamente. Por lo tanto, cuando hablamos
    de corriente en un conductor ordinario, como un alambre de cobre,
    la dirección de la corriente es opuesta a la
    dirección del flujo de los electrones. Por otra parte, si
    se considera un haz de protones cargados positivamente en un
    acelerador, la corriente está en la dirección del
    movimiento de los protones. En algunos casos —gases y
    electrolitos, por ejemplo— la corriente es el resultado del
    flujo tanto de cargas positivas como negativas. Es común
    referirse a una carga en movimiento (ya sea positiva o negativa)
    como un portador de carga móvil. Por ejemplo, los
    portadores de carga en un metal son los electrones.
    Es útil relacionar la corriente con el movimiento de
    partículas cargadas. Pan ilustrar este punto, considere la
    corriente en un conductor de área de sección
    transversal A (figura 27.2). El volumen de un
    elemento del conductor de longitud Δx (la regiσn
    sombreada en la figura 27.2) es A Δx. Si n representa el
    nϊmero de portadores de carga móvil por
    unidad de volumen, entonces el número de portadores de
    carga móvil en el elemento de volumen es nA
    Δ Por lo tanto, la carga ΔQ en este elemento es
    ΔQ= Nϊmero de cargas x carga por
    partícula = (nA Δx)q
    Donde q es la carga en cada partícula. Si los portadores
    de cargas se mueven con una velocidad
    vd la distancia que se mueven en un
    tiempo Δt es Δx =
    vdΔt. En consecuencia,
    podemos escribir Δq en la forma
    ΔQ =
    (nAvdΔt)q
    Si
    dividimos ambos lados de la ecuación por Δt, vemos
    que la corriente en el conductor está dada por

    4. Resistencia y
    ley de
    OHM

    Las cargas se mueven en un conductor para producir una
    corriente bajo la acción de un campo
    eléctrico dentro del conductor. Un campo
    eléctrico puede existir en el conductor en este caso
    debido a que estamos tratando con cargas en movimiento, una
    situación no electrostática.
    Considere un conductor de área transversal A que conduce
    una corriente I. La densidad de
    corriente J en el conductor se define como la corriente por
    unidad de área. Puesto que la corriente
    I=nqvdA, la densidad de
    corriente es:

    Donde J tiene unidades del Sistema
    Internacional A/m2. La expresión es
    válida sólo si la densidad de corriente es uniforme
    y sólo si la superficie del área de la
    sección transversal A es perpendicular a la
    dirección de la corriente. En general, la densidad de
    corriente es una cantidad vectorial:

    A partir de esta definición, vemos otra vez que
    la densidad de corriente, al igual que la corriente, está
    en la dirección del movimiento de los portadores de carga
    negativa.
    Una densidad de corriente J y un campo eléctrico E
    se establece en un conductor cuando se mantiene una diferencia de
    potencial a través del conductor. Si la diferencia de
    potencia es
    constante, la corriente también lo es. Es muy común
    que la densidad de corriente sea proporcional al campo
    eléctrico.

    (27.7)

    Donde la constante de proporcionalidad σ recibe el
    nombre de conductividad del conductor. Los materiales que
    obedecen la ecuación 27.7 se dice que cumplan la ley de Ohm, en
    honor de Simon Ohm (1787-1854). Más
    específicamente, la ley de Ohm
    establece que
    En muchos materiales
    (incluidos la mayor parte de los metales), la
    proporción entre la densidad de corriente y el campo
    eléctrico es una constante, σ, que es independiente
    del campo eléctrico productor de la corriente.
    Los materiales que obedecen la ley de Ohm y que,
    en consecuencia, presentan este comportamiento
    lineal entre E y J se dice que son óhmicos.
    El comportamiento
    eléctrico de la mayor parte de los materiales es bastante
    lineal para pequeños cambios
    de la corriente. Experimentalmente, sin embargo, se encuentra que
    no todos los materiales tienen esta propiedad. Los
    materiales que no obedecen la ley de Ohm se dice que son no
    óhmicos. La ley de Ohm no es una ley fundamental de la
    naturaleza
    sino más bien una relación empírica
    válida sólo para ciertos materiales.

    Una forma de la ley de Ohm útil en aplicaciones
    prácticas puede obtenerse considerando un segmento de un
    alambre recto de área de sección transversal A y
    longitud e, como se ve en la figura 27.4. Una diferencia de
    potencial V =Vb — Va se mantiene a
    través del alambre, creando un campo eléctrico en
    éste y una corriente. Si el campo eléctrico en el
    alambre se supone uniforme, la diferencia de potencial se
    relaciona con el campo eléctrico por medio de la
    relación

    Por tanto, podemos expresar la magnitud de la densidad
    de la corriente en el alambre como

    Puesto que J=I/A, la diferencia de potencia puede
    escribirse

    La cantidad /A se
    denomina la resistencia R del
    conductor. De acuerdo con la última expresión,
    podemos definir la resistencia como la razón entre la
    diferencia de potencial a través del conductor y la
    corriente.

    A partir de este resultado vemos que la resistencia
    tiene unidades del Sistema Internacional (SI) de volts por
    ampere. Un volt por ampere se define como un ohm
    (Ω).

    Es decir, si una diferencia de potencial de 1V a
    través de un conductor produce una corriente de 1ª,
    la resistencia del conductor es 1Ω. Por ejemplo, si un
    aparato eléctrico conectado a una fuente de 120 V conduce
    una corriente de 6ª, su resistencia es de 20
    Ω.

    El inverso de conductividad es resistividad
    ρ.

    5.
    Bibliografía

    Fisica Tomo II
    Cuarta Edición
    Autor: Raymond A. Serway
    Editorial: McGraw-Hill

    Enciclopedia Encarta 2002
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    Autor:

    Moises Armando Aguilar Mendoza

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