Corriente

La electricidad ha sido uno de los descubrimientos más importantes de los últimos siglos. Ella ha conducido a grandes avances industriales y al alcance de altos niveles de confort en el mundo moderno.

La electricidad o corriente eléctrica es el flujo de electrones de una localización a otra, a través de un conductor. 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 vio que en sólidos metálicos, como los cables, las cargas positivas no se mueven y solamente lo hacen las negativas, esto es los electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional, si bien este no es el caso en la mayor parte de los conductores no metálicos.

Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético.

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de la intensidad de corriente eléctrica es el amperio, representado con el símbolo A.

El aparato utilizado para medir corrientes eléctricas es el galvanómetro.

Corriente continua o directa: es el flujo de electrones en una sola dirección. Ej: batería automóvil; rayo.

Corriente alterna: es el flujo bidireccional de electrones a través de un conductor, en el tiempo. El paso de electrones en una dirección y luego en otra, constituye un ciclo. Se mide en Hertz (Hz).En Chile la frecuencia normal es de 50 Hz y en Estados Unidos de Norteamérica (EE.UU.), de 60 ciclos por segundo.

Intensidad: es la cantidad de flujo eléctrico a través de un conductor. Otra definición no dice que la cantidad de carga eléctrica que pasa a través de una sección en una unidad de tiempo es llamada Intensidad. La unidad en el Sistema internacional de unidades es el amperio (A).

El valor i de la intensidad instantánea será:

 

Si la intensidad permanece constante, en cuyo caso se denota I, y utilizando incrementos finitos de tiempo, se puede definir como:

 

 

 Si la intensidad es variable la fórmula anterior da el valor medio de la intensidad en el intervalo de tiempo considerado.

Voltaje

Es la fuerza fundamental o “presión” que causa la electricidad al fluir a través de un conductor. Se conoce también como diferencia de potencial y se mide en voltios (V). La diferencia de potencial entre dos puntos (1 y 2) de un campo eléctrico es igual al trabajo que realiza dicho campo sobre la unidad de carga positiva para transportarla desde el punto 1 al punto 2. Es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial de los puntos 1 y 2 en el campo; se expresa por la fórmula: 

 Donde:

V1 - V2 es la diferencia de potencial

E es la Intensidad de campo en newton/culombio y r es la distancia en metros entre los puntos 1 y 2

Igual que el potencial, en el Sistema Internacional de Unidades la diferencia de potencial se mide en voltios.

Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de corriente eléctrica. Parte de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico. Que dos puntos tengan igual potencial eléctrico no significa que tengan igual carga.

Ley de OHM

La historia nos dice que esta ley fue formulada por Georg Simón Ohm en 1827, en la obra Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (Trabajos matemáticos sobre los circuitos eléctricos), basándose en evidencias empíricas. La formulación original, es:

 Siendo J la densidad de la corriente, σ la conductividad eléctrica y E el campo eléctrico (J y E magnitudes vectoriales), sin embargo se suele emplear fórmulas simplificadas para el análisis de los circuitos.

La ley de Ohm, establece que la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo, según expresa la fórmula siguiente:

 En donde, empleando unidades del Sistema internacional:

I = Intensidad en amperios (A)

V = Diferencia de potencial en voltios (V)

R = Resistencia en ohmios (Se representa con la letra griega Ω).

¿De dónde se deduce esta ley?

 La relación , que relaciona la Densidad de corriente con la Conductividad para un Campo eléctrico dado, es la fundamental de la conducción eléctrica pero es más cómodo trabajar con tensiones e intensidades que con densidades y campos eléctricos por lo que si consideramos un conductor de longitud L y sección constante A por el que circula una corriente de intensidad I y sea Va y Vb la los potenciales en sus extremos y la conductividad σ es independiente de la densidad de corriente J tendremos, en condiciones normales, que:  

 

Al factor

Se le denomina conductancia del hilo conductor. La inversa de la conductancia es la resistencia. Es decir:

Como la inversa de la conductibilidad (o conductividad) es la resistividad tendremos que

por lo que la resistencia será:

Por lo que ahora podemos poner la intensidad en función de R, quedando;

Si a Va - Vb, ósea a la diferencia de potencial, le llamamos V tendremos que