La corriente eléctrica es el flujo (movimiento) de la carga eléctrica . La unidad del SI de corriente eléctrica es el amperio (a), que es igual a un flujo de un culombio de carga por segundo.

Definición

La cantidad de corriente eléctrica (medida en amperios) a través de una cierta superficie, e., una sección a través de un conductor de cobre, se define mientras que la cantidad de carga eléctrica (medida en culombios) que atraviesa esa superficie en un cierto plazo. Si Q es la cantidad de carga que pasó a través de la superficie en el tiempo t, después la corriente media I es: = \ frac {Q} {t} del $I\; del$

l

Haciendo al encogimiento del tiempo T de la medida a cero, conseguimos el actual instantáneo i (t) como: $i\; del$

l (t) = \ frac {dQ} {despegue}

El amperio, la medida de la corriente eléctrica, es una unidad baja del SI para derivar el culombio, la medida de la carga eléctrica, de la definición del amperio.

Corriente en un alambre de metal

En metal conductor sólido, una población grande de electrones es móvil o los electrones libres estos electrones están limitados al enrejado del metal pero no a cualquier átomo individual. Incluso sin un campo eléctrico externo aplicado, estos electrones mueven alrededor aleatoriamente debido a la energía termal pero en promedio, hay corriente neta cero dentro del metal. Dado un plano imaginario a través de el cual el alambre pase, el número de los electrones que se mueven a partir de un lado al otro en cualquier periodo de tiempo es exactamente igual al número que pasa en la dirección opuesta. Cuando un alambre de metal está conectado a través de los dos terminales de una fuente del voltaje de la C. tal como una batería, la fuente pone un campo eléctrico a través del conductor. Se hace el contacto del momento, los electrones libres que del conductor se fuerzan a mandilar hacia el terminal positivo bajo influencia de este campo. El electrón libre es por lo tanto el portador actual en un conductor sólido típico. Para una corriente eléctrica de la tarifa de 1 amperio, 1 culombio de carga eléctrica (que consiste en cerca de 6.242 × los electrones 10¹⁸) mandilan cada segundos a través del plano imaginario a través de el cual el conductor pasa.

El actual I en los amperios se puede calcular con la ecuación siguiente: $I\; del$

l = {Q \ sobre t} ¡donde $Q\; del\; \backslash !\; ¡\backslash$ es la carga eléctrica en $t\; del$
de los culombios (segundos del amperio) \! \ es el tiempo en los segundos

Sigue eso: ¡$Q=It\; del\; \backslash !\; \backslash$ y $t\; =\; \{Q\; \backslash \; encima\; I\}$

Densidad corriente

considera también:

la densidad corriente La densidad corriente es una medida de la densidad de la corriente eléctrica. Se define como vector cuya magnitud sea la corriente eléctrica por superficie transversal. En las unidades del SI, la densidad corriente se mide en los amperios por el metro cuadrado .

La velocidad de la deriva de cargas eléctricas

Las partículas cargadas móviles dentro de un conductor se mueven constantemente en direcciones al azar. Para que un flujo neto de carga a existir, las partículas deben también moverse junto con una tarifa media de la deriva. Los electrones son las ondas portadoras en los metales y siguen una trayectoria errática, despidiendo del átomo al átomo, pero mandilando generalmente en la dirección del campo eléctrico . La velocidad a la cual mandilan se puede calcular de la ecuación: ¡$I=nAvQ\; del\; \backslash !\; \backslash$ ¡donde $I\; del\; \backslash !\; ¡\backslash$ es el $n\; del$
de la corriente eléctrica \! ¡\ es número de de las partículas cargadas por $A\; volumen\; de\; unidad\; \backslash !\; ¡\backslash$ es la superficie transversal del $v\; conductor\; \backslash !\; ¡\backslash$ es la velocidad de deriva, y $Q\; del$
\! \ es la carga en cada partícula. Las corrientes eléctricas en materia sólida son flujos típicamente muy lentos. Por ejemplo, en un alambre del cobre de la sección representativa 0.5 milímetro ², llevando una corriente de 5  A, la velocidad de deriva de los electrones está de la orden de un milímetro por segundo. Para tomar un diverso ejemplo, en el cercano-vacío dentro de un tubo catódico, los electrones viajan en las líneas cercano-rectas (" ballistically") aproximadamente un décimo de la velocidad de la luz .

Sin embargo, sabemos que las señales eléctricas son las ondas electromágneticas que propagan en muy de alta velocidad fuera de la superficie del conductor (que se mueve a la velocidad de la luz, como puede ser deducido de las ecuaciones del maxwell). Por ejemplo, en las líneas eléctricas de la CA, las ondas de la energía electromágnetica propagan a través del espacio entre los alambres que se llena generalmente del material de aislamiento, moviéndose desde una fuente a una carga distante, aunque los electrones en los alambres se mueven solamente hacia adelante y hacia atrás sobre una distancia minúscula. La velocidad de las cargas que fluyen es absolutamente baja. La energía electromágnetica asociada viaja a una velocidad que sea mucho más rápida. El factor de la velocidad es una medida de la velocidad de la propagación electromágnetica comparada a la velocidad de la luz en un vacío. El factor de la velocidad es afectado por la naturaleza del medio aislador que rodea el conductor, y también las características magnéticas de los materiales del conductor y de sus alrededores.

La naturaleza de estas tres velocidades se puede aclarar por analogía con las tres velocidades similares asociadas a los gases. La velocidad de deriva baja de ondas portadoras es análoga a los movimientos de aire; al viento. La velocidad grande de la señal es áspero análoga a la propagación rápida de ondas acústicas, mientras que el movimiento al azar grande de cargas es análogo calentar; a la alta velocidad termal de las partículas aleatoriamente vibrantes del gas.

Ley de ohmio

La ley de ohmio predice la corriente en el resistor (del ideal) (o el otro dispositivo óhmico ) para ser el voltaje aplicado dividido por la resistencia :

$I\; =\; \backslash \; frac\; \{V\}\; \{R\}$

donde el I del

l es la corriente, medida en los amperios : El V es la diferencia potencial medida en voltios : El R es la resistencia medida en los ohmios

de ¡Corriente convencional

La corriente convencional fue definida temprano en la historia de la ciencia eléctrica como un flujo de carga positiva. en sólido metals, como los alambres, las ondas portadoras positivas es inmóvil, y solamente negativamente - los electrones cargados fluyen. Porque el electrón lleva la carga negativa, la corriente del electrón del está en la dirección enfrente de el (o del eléctrico) de la corriente convencional.

En otros materiales conductores, la corriente eléctrica del es debido al flujo de partículas cargadas en ambas direcciones al mismo tiempo. Las corrientes eléctricas en los electrólitos son flujos de átomos eléctricamente cargados (los iones, que existen en variedades positivas y negativas. Por ejemplo, una célula electroquímica se puede construir con el agua salada (una solución del cloruro sódico ) en un lado de una membrana y agua pura en el otro. La membrana deja los iones positivos del sodio pasar, pero no los iones negativos del cloruro, tan los resultados actuales netos. Las corrientes eléctricas en el plasma son flujos de electrones así como los iones positivos y negativos. En hielo y en ciertos electrólitos sólidos, los protones que fluyen constituyen la corriente eléctrica. Para simplificar esta situación, la definición original de la corriente convencional todavía se coloca.

Hay también materiales donde está la corriente eléctrica debido al flujo de electrones pero es conceptual más fácil pensar en la corriente como debido al flujo de " positivo; el agujerea el " de ; (los puntos que deben tener un electrón para hacer al neutral del conductor). Éste es el caso en un p-tipo semiconductor .

Ejemplos

Los ejemplos naturales incluyen el relámpago y el viento solar, la fuente de las auroras polares (los borealis de la aurora y de la aurora australis). La forma artificial de corriente eléctrica es el flujo de los electrones de la conducción en los alambres del metal tal como las líneas eléctricas de arriba que entregan la energía eléctrica a través de distancias largas y los alambres más pequeños dentro del equipo eléctrico y electrónico. En la electrónica, otras formas de corriente eléctrica incluyen el flujo de electrones a través de los resistores o con el vacío en un tubo de vacío, el flujo de los iones dentro de una batería, y el flujo de los agujeros dentro de un semiconductor .

Electromagnetismo

La corriente eléctrica produce un campo magnético . El campo magnético se puede visualizar como patrón de las líneas de campo circulares que rodean el alambre.

La corriente eléctrica se puede medir directo con un galvanómetro, pero este método implica el romper del circuito, que es a veces incómodo. La corriente puede también ser medida sin la fractura del circuito detectando el campo magnético asociado a la corriente. Los dispositivos usados para esto incluyen los transformadores corrientes de los sensores de la corriente de effecto hall de las abrazaderas y el Rogowski arrolla

Dirección de referencia

Al solucionar los circuitos eléctricos, la dirección real de la corriente a través de un elemento de circuito específico es generalmente desconocida. Por lo tanto, cada elemento de circuito se asigna una variable actual con una dirección de referencia arbitrariamente elegida del . Cuando se soluciona el circuito, las corrientes del elemento de circuito pueden tener valores positivos o negativos. Un valor negativo significa que la dirección real de la corriente a través de ese elemento de circuito está enfrente de la de la dirección de referencia elegida.

Seguridad eléctrica

El peligro más obvio es el choque eléctrico, adonde una corriente pasa a través de la parte del cuerpo. Es la cantidad de paso actual a través del cuerpo que determina el efecto, y éste depende de la naturaleza del contacto, de la condición de las partes del cuerpo, de la trayectoria actual a través del cuerpo y del voltaje de la fuente. Mientras que mismo una pequeña cantidad puede causar un escozor leve, demasiado puede causar las quemaduras severas si pasa con el fallo cardiaco de la piel o aún si bastante pasa a través del corazón. El efecto también varía considerablemente de individual al individuo. (Para las figuras aproximadas ver los efectos de choque del bajo descarga eléctrica .)

Debido a esto y al hecho de que el paso de la corriente no se pueda predecir fácilmente en la mayoría de las circunstancias prácticas, cualquier fuente sobre de 50 voltios se debe considerar una fuente posible de descarga eléctrica peligrosa. Particularmente, observar que 110 voltios (un voltaje mínimo en que la energía de las cañerías de la CA es distribuido en mucha de las Américas, y 4 otros países, sobre todo en Asia ) puede hacer ciertamente una cantidad mortal de corriente pasar a través del cuerpo.

Los arcos voltaicos, que pueden ocurrir con las fuentes de cualquier voltaje (por ejemplo, una máquina típica de la soldadura al arco tiene un voltaje entre los electrodos apenas de algunos diez de voltios), son muy calientes y emiten el la radiación infrarroja ultravioleta (IR) de (ULTRAVIOLETA) y. La proximidad a un arco voltaico puede por lo tanto causar quemaduras termales severas, y ULTRAVIOLETA es perjudicial a los ojos y a la piel desprotegidos.

La calefacción eléctrica accidental puede también ser peligrosa. Un cable de transmisión sobrecargado es una causa frecuente del fuego. Una batería tan pequeña como una célula del AA puesta en un bolsillo con las monedas del metal puede llevar a un cortocircuito que calienta la batería y las monedas que pueden infligir quemaduras. El NiCad, las células de NiMh, y las baterías de litio son particularmente aventurados porque pueden entregar un muy de gran intensidad debido a su resistencia interna bajo.

Ver también

Corriente alternada
Densidad corriente
Corriente continua
Conducción eléctrica para más información sobre el mecanismo físico del flujo actual en materiales
Cuatro-actual
Analogía hidráulica
Unidades del electromagnetismo del SI

.

Zenithic

Original 106 (Solent)

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