Magnetismo

UNIDAD III
ELECTRODINAMICA

CORRIENTE ELECTRICA.- Como se vio en la unidad I corriente eléctrica es un flujo de electrones a través de un conductor, también se vio que cuando un conductor se coloca dentro de un campo eléctrico, las cargas dentro del conductor se reagrupan de manera que en toda la región dentro del conductor no existe un campo eléctrico y el potencial es constante. Elmovimiento de reagrupación de las cargas constituye una corriente que se denomina corriente transitoria. Si deseamos que la corriente circule permanentemente dentro del conductor, debemos mantener permanentemente un campo, o un gradiente de potencial dentro del mismo. Si el campo mantiene siempre el mismo sentido aunque pueda variar de intensidad, la corriente se denomina corriente continua. Si el campose invierte periódicamente, el flujo de carga también se invierte y a este tipo de corriente se le denomina corriente alterna. A los dispositivos que son capaces de mantener permanentemente una d.d.p. entre sus bornes se les conoce como fuentes de energía. Entre los mas conocidos se encuentran la pila seca, los acumuladores y los dínamos (generadores eléctricos).

Bajo la influencia del campo loselectrones libres de un hilo metálico experimentan una fuerza de sentido contrario al del campo y son acelerados en el sentido de esa fuerza. el choque continuo de los electrones con otras partículas, hace que su movimiento no sea continuo pero siempre adquieren una cierta velocidad media en sentido opuesto al campo. El choque continuo entre las cargas hace que el conductor incremente sutemperatura.

En la figura se muestra una porción de conductor de sección A, en el que cada electrón libre se mueve con una velocidad v, y en el tiempo dt cada una avanza una distancia vdt. De tal manera que en dicho tiempo el número total de electrones que cruza la superficie rayada de la figura será el contenido en el volumen determinado por: Avdt. Si hay n electrones libres por unidad de volumen, elnúmero total que cruzan la superficie en el tiempo dt será nAvdt y si e representa la carga de cada uno, la carga total que atravieza la superficie en el tiempo dt sera:
dq = nevAdt ……… 4.1
La cantidad de carga que atraviesa una sección de hilo metálico por unidad de tiempo, o sea dq/dt, se denomina intensidad de la corriente y se representa por i o I ……. 4.2 | Fig. 4.1tramo de conductor metálico donde se muestra el paso de los electrones que se mueven con una velocidad v |
Entonses:
i = nevA ……. 4.3

La unidad MKS de la intensidad de la corriente eléctrica es culombio por segundo, y se denomina amperio. Cuando en un conductor existen cargas libres tanto positivas como negativas como sucede en un electrólito, las cargas negativas cruzan la sección en unsentido y las cargas positivas en el otro. En este caso la carga neta que atraviesa la superficie es:

dq = Adt [ n1q1v1 + n2 q2 v1]

y la intensidad de la corriente,

i = A Σ nqv

Los electrones libres en un hilo metálico que transporta una corriente están uniformemente distribuidos por todo el hilo, y la intensidad de corriente que transporta un hilo de sección constante estádistribuida uniformemente a través de cualquier sección ( excepto cuando la corriente es alterna, en cuyo caso hay una tendencia a concentrarse en la superficie.)

DENSIDAD DE CORRIENTE

La densidad de corriente en el hilo, representada por J se define como la razón de la intensidad de la corriente a la sección transversal.

……. 4.4

Si la corriente no esta distribuida uniformemente, seconsidera un área infinitesimal dA a través de la cual la intensidad es di y se tiene entonces:

…… 4.5

Para que la corriente pueda circular es necesario que exista un camino continuo y cerrado por donde puedan moverse la cargas. A este camino continuo y cerrado se le conoce como circuito. En un conductor metálico los electrones se mueven en sentido contrario al sentido convencional....