1. Corriente Eléctrica
Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental de Lara
UNEFA-NUCLEO LARA
Estudiante:
Antonieta González
CI:26.668.924
Seccion:3N01IS
Prof.: Gavidia
materia: Física 2
2. Definición
Una corriente de eléctrica existe en cualquier región donde sean transportadas cargas eléctricas desde un
punto a otro punto de esa región. Suponga que la carga se mueve a través de un alambre. Si la carga se
traslada a través de una sección transversal dada de un conductor eléctrico en un tiempo t, entonces la
corriente a través del alambre es:
Donde I es la corriente eléctrica, q la carga eléctrica que es transportada y t el tiempo que tarda en recorrer
determinada región del conductor eléctrico.
Aquí q esta en coulombs y t en segundos, entonces I=C/s=1 Amperio (A). Esta es la unidad de corriente
eléctrica y recibe su nombre en honor del científico francés André Marie Ampére.
Una corriente puede fluir en un circuito sólo si hay una trayectoria continua de conducción. En este caso,
tenemos un circuito completo. Si el circuito se interrumpe, por ejemplo, por un alambre roto, le llamamos
circuito abierto y no hay flujo de corriente. En cualquier circuito sencillo, con una sola trayectoria para la
corriente, se tiene una corriente estacionaria en cualquier punto en cualquier instante.
(por ejemplo, el punto A), que es igual a la que existe en cualquier otro punto (digamos, el punto B).
Lo anterior se deduce a partir de la ley de conservación de la carga eléctrica: la carga no
desaparece. Una batería no crea (o no destruye) ninguna carga neta, así como un bombillo tampoco
absorbe ni destruye carga
3. EJEMPLO 1
Se tiene una corriente estacionaria de 2,5 A en un alambre durante 4
minutos.
a) ¿Cuál es la carga total que pasó por un punto dado del circuito durante
los 4 min?
b) ¿A cuántos electrones equivale esto?
Ya sabemos que 1 Amperio equivale a 1 C/s, por lo tanto la corriente es
de 2,5 C/s. En tanto que el tiempo esta expresado en minutos y debemos
transformarlo a segundos; 4 minutos = 240 segundos.
a) Aplicando la ecuación 1, despejando la carga eléctrica q nos queda:
q = I.t = (2,5 C/s).(240 s) = 600 C
b) La carga de un electrón es 1,60218e-19 C, así que 600 C están
formados por:
600 C
1,60218e-19 C /e= 3,744e21 electrones
4. MODELO MICROSCÓPICO DE LA CORRIENTE
Mediante la descripción de un modelo microscópico de la conducción en un metal, se puede relacionar la
corriente con el movimiento de los portadores de carga. La corriente se puede expresar en términos de la
velocidad de deriva de las cargas en movimiento. Consideremos la situación de la figura
2, que ilustra un conductor con área de sección transversal A y un campo eléctrico dirigido de izquierda a
derecha. Para comenzar, se supondrá que las cargas libres en el conductor son positivas; entonces, la velocidad
de deriva tiene la misma dirección que el campo.
Suponga que hay n partículas con carga en movimiento por unidad de volumen. Llamaremos n a la concentración
de partículas, cuya unidad correspondiente del SI es m-3. Suponga que todas las partículas se mueven con la
misma velocidad de deriva con magnitud Vd. En un intervalo de tiempo t, cada partícula se mueve una distancia
Vd.t. Las partículas que fluyen hacia fuera del extremo derecho del cilindro sombreado cuya longitud es Vd. t
durante t son partículas que estuvieron dentro del cilindro al comienzo del intervalo t. El volumen del cilindro es
A.Vd.t, y el número de partículas dentro es n.A.Vd.t. Si cada partícula tiene una carga q, la carga Q que fluye
hacia fuera por el extremo del cilindro durante el tiempo t es:
Q= q (n.A.Vd.t) = n.q.Vd.A.t
Y la corriente es:
I = q = n. q. Vd. A (Expresión general para la corriente)
5. La corriente por unidad de área de la sección transversal se denomina densidad de corriente, se
denota con la letra J y su unidad es Amperio/metro cuadrado (𝐴/𝑚2).
(expresión general de la corriente)
6. EJEMPLO 2
Un alambre de cobre del número 18, tiene un diámetro nominal de 1,02 milímetros. Conduce una corriente
constante de 1,67 A para alimentar un bombillo. La densidad de electrones libres es de 8,5e28 electrones por
metro cúbico. Determine las magnitudes de a) la densidad de corriente y b) la velocidad de deriva.
a) Calculamos primeramente el área del alambre de cobre (área circular), para luego calcular la densidad de
corriente:
Ahora podemos calcular la densidad de corriente:
b) Despejamos la velocidad de deriva (Vd) de la ecuación 2:
7. RESISTIVIDAD
La resistividad de un material se define como la razón de las magnitudes del campo eléctrico y la densidad
de corriente.
Cuanto mayor sea la resistividad, tanto mayor será el campo necesario para causar una densidad de
corriente dada, o tanto menor la densidad de corriente ocasionada por un campo dado. Las unidades de ρ
son V./A. Más adelante veremos que 1 V/A se llama un ohm (Ω). Por consiguiente, las
unidades del SI para ρ son Ω.m. Un conductor perfecto tendría una resistividad igual a cero; y un aislante
perfecto tendría resistividad infinita.
8. La siguiente tabla muestra algunos valores representativos de resistividad de ciertos
materiales a una temperatura de 20 °C.
RESISTIVIDAD Y TEMPERATURA
La resistividad de un conductor metálico casi siempre se incrementa al aumentar la temperatura. A medida que
la temperatura se incrementa, los iones del conductor vibran con mayor amplitud, lo que hace más probable que
un electrón en movimiento colisione con un ion, esto dificulta la deriva de los electrones a través del conductor y
con ello reduce la corriente. En un pequeño intervalo de temperatura (hasta 100 °C, aproximadamente), la
resistividad de un metal queda representada en forma adecuada por la ecuación:
9. Resistencia
La resistencia (R) de un objeto es la medida de la diferencia de potencial (V) que debe aplicarse a través del
objeto para lograr que se establezca a través de él una unidad de corriente:
Suele identificarse con la ley de Ohm, pero es importante entender que el contenido real de la ley de Ohm es
la proporcionalidad directa (para ciertos materiales), pero sólo cuando R es constante es correcto llamar a esta
relación ley de Ohm. Al estudiar los circuitos eléctricos utilizará esta ecuación una y otra vez. Con este
resultado se observa que la resistencia tiene unidades del SI de volts por ampere. Un volt por ampere se define
como un ohm (Ω):
10. RELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA Y LA RESISTIVIDAD
La resistencia R de un conductor particular se relaciona con la resistividad ρ del material mediante la
ecuación:
Donde ρ es la resistividad del material del cual está hecho el conductor, L es la longitud del conductor y A es
el área de sección transversal del conductor.
La ecuación 6 muestra que la resistencia de un conductor cilíndrico conocido como un alambre es
proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su área de sección transversal. Si se duplica la
longitud de un alambre, su resistencia se duplica. Si se duplica su área de sección transversal, su resistencia
disminuye a la mitad. Esta situación es similar al flujo de un líquido por una tubería.
11. EJEMPLO 3
Suponiendo que el alambre del ejemplo 2 tiene una sección transversal de 8,2e-7 m2 y transporta una
corriente de 1,67 A. Calcule:
a) la magnitud del campo eléctrico en el alambre.
b) La diferencia de potencial entre dos puntos del alambre separados por una distancia de 50 metros
c) La resistencia de un trozo de 50 metros de longitud de ese alambre.
a) Para calcular el campo eléctrico en el alambre, despejamos E de la ecuación 3:
b)Para calcular la diferencia de potencial (V), debemos utilizar la ecuación que relaciona el campo eléctrico y el
potencial eléctrico:
c) De la ecuación 5, la resistencia de un trozo de alambre de 50 metros es:
Conociendo el área de sección transversal del alambre, la corriente que transporta y la resistividad del
material, podemos comprobar el resultado c por medio de la ecuación 6.
12. RESISTENCIA Y TEMPERATURA
Como la resistividad de un material varía con la temperatura, la resistencia de un conductor específico
también cambia con la temperatura. Para intervalos de temperatura que no son demasiado elevados, esta
variación sigue aproximadamente una relación lineal, análoga a la ecuación 4:
En esta ecuación, R(T) es la resistencia a la temperatura T, y R0 es la resistencia a la temperatura T0, que
con frecuencia se toma como 0 °C o 20 °C. El coeficiente de temperatura de la resistencia a es la misma
constante que aparece en la ecuación 4.
RESISTORES
El dispositivo de un circuito hecho para tener un valor específico de resistencia entre sus extremos se
llama resistor y es el elemento de circuito más utilizado en la práctica. Sus usos más comunes son la
disipación de potencia, generación de calor, limitación de corriente, división de voltaje, entre otras cosas.
Se pueden adquirir fácilmente en el comercio resistores desde 0.01 hasta 107 Ω. Es frecuente que los
resistores individuales que se usan en los circuitos electrónicos sean cilíndricos, midan pocos milímetros
de diámetro y de longitud, y tengan alambres que sobresalen de sus extremos. La resistencia se indica
con un código estándar que usa tres o cuatro bandas de colores cerca de un extremo.
13.
14. Link del video (explicación del tema)
https://youtu.be/TuknTFgmTDQ
