Corriente Continua
Páginas: 22 (5496 palabras)
Publicado: 24 de enero de 2016
TEMA 6. CORRIENTE ELECTRICA. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
6.1. CORRIENTE ELECTRICA.
Hasta ahora, el análisis que se ha realizado de los fenómenos eléctricos se ha limitado a las cargas en reposo o conductores en equilibrio electrostático, ahora se considerarán situaciones que comprenden cargas eléctricas en movimiento en el interior de un medio material: electrones libres en un metal,iones positivos y negativos en un electrolito, o electrones y huecos en semiconductores, aunque estos ultimos se estudiaran más ampliamente en la parte final.
Ya se ha analizado en temas anteriores la redistribución de cargas que se produce en un conductor cuando éste se introduce en un campo eléctrico, o el paso de cargas entre dos conductores, cargados ambos o sólo uno, que se unan mediante unhilo. En ambos casos se produce un movimiento de cargas electricas en su interior y, por tanto, se produce una corriente eléctrica, es decir, un chorro de partículas cargadas o iones, de la misma manera que moléculas de agua en movimiento dan lugar a una corriente de agua. En definitiva, para producir una corriente eléctrica en un conductor es necesario que exista en su interior un campo eléctricono nulo o, lo que es igual, que exista un gradiente de potencial.
Pero en los dos ejemplos citados transcurrido un brevisimo intervalo de tiempo se alcanza el equilibrio electrostático, se igualan los potenciales de todos los conductores y desaparece la corriente eléctrica. Para obtener una corriente eléctrica permanente es preciso mantener una diferencia de potencial eléctrico entre los dosextremos de un conductor o entre los conductores unidos por un hilo. Esto se puede lograr conectándolos a un generador o fuente que mantiene un estado de desequilibrio permanente en los conductores. Se hablará en secciones posteriores de los generadores y sus características.
El régimen así establecido es estacionario, es decir las magnitudes asociadas al desplazamiento de las cargas sonindependientes del tiempo y dan lugar a la corriente eléctrica continua.
Si el régimen establecido es transitorio, es decir las magnitudes asociadas son dependientes del tiempo, dan lugar a la corriente eléctrica variable o transitoria, muy común en el establecimiento o desaparición de un régimen estacionario.
En el tema de corriente alterna se estudiaran más extensamente corrientes eléctricas variablesen régimen permanente, en las cuales las magnitudes asociadas al desplazamiento de las cargas varian mediante funciones periódicas.
6.1.1.- INTENSIDAD Y DENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA.
Considerando una superficie S, a través de la cual se desplazan las cargas eléctricas (Fig. 6.1). Se denomina intensidad de corriente eléctrica I a la carga eléctrica neta que pasa por unidad de tiempo através de la superficie S. Teniendo en cuenta que la carga que atraviesa la superficie puede variar en el tiempo la intensidad de corriente instantanea se expresará como
(6.1)
Su unidad en el SI es el Amperio A (unidad fundamental), que por tanto será
definiéndose posteriormente a partir de las propiedades magnéticas de las corrientes eléctricas.
Laintensidad de corriente eléctrica a través de una superficie puede expresarse también en función de las características del flujo de partículas cargadas, de la velocidad de las cargas eléctricas o velocidad de arrastre, del número de cargas, etc., (en el tema 14 se tratan los modelos de movimiento de cargas eléctricas en el interior de los materiales).
Tomando una porción de conductor de sección S dentrodel cual hay un campo eléctrico E, donde se encuentran cargas positivas por unidad de volumen moviendose con velocidad media en el mismo sentido del campo eléctrico perpendicular a la sección S y cargas negativas por unidad de volumen moviendose con velocidad media en sentido contrario al campo y perpendicular a S (Fig. 6.2 a).
Observando primero a las cargas positivas, en un tiempo dt...
6.1. CORRIENTE ELECTRICA.
Hasta ahora, el análisis que se ha realizado de los fenómenos eléctricos se ha limitado a las cargas en reposo o conductores en equilibrio electrostático, ahora se considerarán situaciones que comprenden cargas eléctricas en movimiento en el interior de un medio material: electrones libres en un metal,iones positivos y negativos en un electrolito, o electrones y huecos en semiconductores, aunque estos ultimos se estudiaran más ampliamente en la parte final.
Ya se ha analizado en temas anteriores la redistribución de cargas que se produce en un conductor cuando éste se introduce en un campo eléctrico, o el paso de cargas entre dos conductores, cargados ambos o sólo uno, que se unan mediante unhilo. En ambos casos se produce un movimiento de cargas electricas en su interior y, por tanto, se produce una corriente eléctrica, es decir, un chorro de partículas cargadas o iones, de la misma manera que moléculas de agua en movimiento dan lugar a una corriente de agua. En definitiva, para producir una corriente eléctrica en un conductor es necesario que exista en su interior un campo eléctricono nulo o, lo que es igual, que exista un gradiente de potencial.
Pero en los dos ejemplos citados transcurrido un brevisimo intervalo de tiempo se alcanza el equilibrio electrostático, se igualan los potenciales de todos los conductores y desaparece la corriente eléctrica. Para obtener una corriente eléctrica permanente es preciso mantener una diferencia de potencial eléctrico entre los dosextremos de un conductor o entre los conductores unidos por un hilo. Esto se puede lograr conectándolos a un generador o fuente que mantiene un estado de desequilibrio permanente en los conductores. Se hablará en secciones posteriores de los generadores y sus características.
El régimen así establecido es estacionario, es decir las magnitudes asociadas al desplazamiento de las cargas sonindependientes del tiempo y dan lugar a la corriente eléctrica continua.
Si el régimen establecido es transitorio, es decir las magnitudes asociadas son dependientes del tiempo, dan lugar a la corriente eléctrica variable o transitoria, muy común en el establecimiento o desaparición de un régimen estacionario.
En el tema de corriente alterna se estudiaran más extensamente corrientes eléctricas variablesen régimen permanente, en las cuales las magnitudes asociadas al desplazamiento de las cargas varian mediante funciones periódicas.
6.1.1.- INTENSIDAD Y DENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA.
Considerando una superficie S, a través de la cual se desplazan las cargas eléctricas (Fig. 6.1). Se denomina intensidad de corriente eléctrica I a la carga eléctrica neta que pasa por unidad de tiempo através de la superficie S. Teniendo en cuenta que la carga que atraviesa la superficie puede variar en el tiempo la intensidad de corriente instantanea se expresará como
(6.1)
Su unidad en el SI es el Amperio A (unidad fundamental), que por tanto será
definiéndose posteriormente a partir de las propiedades magnéticas de las corrientes eléctricas.
Laintensidad de corriente eléctrica a través de una superficie puede expresarse también en función de las características del flujo de partículas cargadas, de la velocidad de las cargas eléctricas o velocidad de arrastre, del número de cargas, etc., (en el tema 14 se tratan los modelos de movimiento de cargas eléctricas en el interior de los materiales).
Tomando una porción de conductor de sección S dentrodel cual hay un campo eléctrico E, donde se encuentran cargas positivas por unidad de volumen moviendose con velocidad media en el mismo sentido del campo eléctrico perpendicular a la sección S y cargas negativas por unidad de volumen moviendose con velocidad media en sentido contrario al campo y perpendicular a S (Fig. 6.2 a).
Observando primero a las cargas positivas, en un tiempo dt...
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