Corriente

La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que recorre un material. También se puede definir como un flujo de partículas cargadas, como electrones o iones, que se mueven a través de un conductor eléctrico o un espacio. Se mide como la tasa neta de flujo de carga eléctrica a través de una superficie o en un volumen de control. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del mismo. Al caudal de corriente (cantidad de carga por unidad de tiempo) se le denomina intensidad de corriente eléctrica (representada comúnmente con la letra I). (de es-wiki)

Con esta definición damos inicio al bloque de corriente eléctrica, en el cual estudiaremos el comportamiento y las aplicaciones de la misma desde un punto de vista físico. Como siempre matematizaremos todo lo posible los conceptos con el fin de tratarlos de la manera mas rigurosa posible.

Antes de comenzar vale la pena mencionar que, por convenio, la corriente eléctrica tiene siempre la dirección del flujo de una carga positiva, es decir, que la corriente eléctrica ira en la dirección hacia la que se desplacen las cargas positivas en ese campo eléctrico (recordemos que las cargas positivas se mueven a favor del campo eléctrico y las negativas en contra del mismo).

La intensidad de corriente

Como se ha definido previamente la intensidad de corriente es la cantidad de carga que atraviesa un conductor por unidad de tiempo, por tanto podemos deducir varias cosas; la necesidad de un material conductor para la existencia de la corriente eléctrica y la perdida del equilibrio electrostático que había caracterizado al bloque anterior.

Matemáticamente la intensidad de corriente se define como:

$I={\frac {dq}{dt}}$

Sin embargo, esta fórmula es algo escueta y podemos mejorarla haciendo una serie de consideraciones.

Pongamos que tenemos un hilo conductor con una sección A, con cargas positivas en su interior que se desplazan a favor del campo eléctrico con una velocidad v_d , con este estado inicial si definimos un espacio imaginario en el interior de este hilo la cantidad de cargas que lo atravesaran en un tiempo dt será $nAv_{d}dt$ (donde n es la densidad de cargas $n={\frac {n_{q}}{V_{c}}}$ , donde V_c es el volumen del conductor y n_q es el número de cargas por lo que $n_{q}=n*V_{c}$ ).

Por tanto;

$I={\frac {dq}{dt}}={\frac {(nAv_{d}dt)q}{dt}}=nAv_{d}q\Rightarrow I=nAv_{d}q$

Densidad de corriente

La densidad de corriente es una magnitud que expresa como esta repartida la corriente en los conductores eléctricos, se relaciona con la intensidad de corriente mediante la siguiente expresión:

$I=\int _{S}JdA=J*A\Rightarrow J={\frac {I}{A}}\Rightarrow J=nqv_{d}$

Si J no es constante se define por medio de diferenciales tal que:

$J={\frac {dI}{dA}}$

Cabe destacar que tanto J como I van siempre en dirección del campo eléctrico (I por convenio y J deducida de este convenio).

Proyecto: Física General

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