Corriente

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Capítulo 27

Corriente y resistencia

27.1 Corriente eléctrica
27.2 Resistencia
27.3 Modelo de conducción eléctrica
27.4 Resistencia y temperatura
27.5 Superconductores
Estas líneas de transmisión eléctrica transportan energía de la compañía
eléctrica a los hogares y a los negocios. La energía se transfiere a un voltaje
muy elevado, en ciertos casos hasta a cientos de miles de volts. A pesarde
que esto provoca que las líneas de transmisión resulten muy peligrosas, el
elevado voltaje da como resultado una menor pérdida de energía, debido
a la resistencia en los alambres. (Telegraph Colour Library/FPG)

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27.6 Potencia eléctrica

Corriente y resistencia
Ahora se considerarán situaciones que involucran cargas eléctricas que están en movimiento a través de cierta región del espacio.Se usa el término corriente eléctrica, o simplemente corriente, para describir la relación de flujo de carga. Las aplicaciones más prácticas
de la electricidad se relacionan con corrientes eléctricas. Por ejemplo, la batería en una
lámpara de mano produce una corriente en el filamento del foco cuando se activa el interruptor. Muchos electrodomésticos funcionan con corriente alterna. En estassituaciones
comunes, existe corriente en un conductor tal como en un alambre de cobre. Además las
corrientes pueden existir afuera de un conductor. Por ejemplo, un haz de electrones en
el cinescopio de un televisor constituye una corriente.
Este capítulo inicia con la definición de corriente, se presenta una descripción microscópica de la corriente y, además, se explican algunos de los factores queimpiden el flujo
de cargas en los conductores. Para describir la conducción eléctrica en los metales se
utiliza un modelo clásico, y se indican algunas de las limitaciones que tiene este modelo.
También se define la resistencia eléctrica y se presenta un nuevo elemento de circuito,
el resistor. Se concluye la explicación con la rapidez a la cual se transfiere energía a un
dispositivo en un circuitoeléctrico.

27.1 Corriente eléctrica
En esta sección verá cómo se da el flujo de las cargas eléctricas a través de un material. La
cantidad de flujo depende del material a través del cual pasan las cargas y de la diferencia
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Sección 27.1

de potencial que existe de un extremo al otro del material. Siempre que hay un flujo neto de carga a través de alguna región, se dice que existe una corrienteeléctrica.
Resulta instructivo hacer una analogía entre el flujo de agua y la corriente: en muchos
sitios se instalan salidas de regadera de bajo flujo para ahorrar agua y se cuantifica el flujo
de agua de éste y otros dispositivos al especificar la cantidad de agua que sale durante un
cierto intervalo de tiempo, y con frecuencia se mide en litros por minuto. En una escala
mayor, es posibledefinir la corriente de un río al dar la cantidad a la cual pasa el agua
por una determinada ubicación; por ejemplo, el flujo sobre el borde en las cataratas del
Niágara se mantiene entre 1400 y 2800 m3/s.
Otra analogía se da entre la conducción térmica y la corriente: en la sección 20.7 se explicó el flujo de energía por calor a través de una muestra de material; la rapidez de flujo
de energía estádeterminada por el material, así como por la diferencia de temperatura
de un extremo al otro del material, como se describe en la ecuación 20.15.
Para definir la corriente con mayor precisión, suponga que las cargas tienen un movimiento perpendicular a una superficie A, según se observa en la figura 27.1 (esta área
podría corresponder al área de sección transversal de un alambre, por ejemplo). Lacorriente es la proporción a la cual circula la carga a través de esta superficie. Si ⌬Q es
la cantidad de carga que pasa a través de esta superficie en un intervalo de tiempo ⌬t, la
corriente promedio Iprom es igual a la carga que pasa a través de A por unidad de tiempo:
Iprom

¢Q
¢t

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Corriente eléctrica

ϩ
ϩ
ϩ
ϩ
ϩ

A
I

Figura 27.1 Cargas en
movimiento a través de un área
A. La rapidez a la...