tarea

Capítulo 2 CORRIENTE ELÉCTRICA

Introducción

En el capítulo anterior se estudiaron los fenómenos electrostáticos, es decir los efectos producidos por cargas estacionarias.
En este capítulo se analizará el movimiento de los portadores de carga (conducción eléctrica).
En electrostática concluimos que E=0 en el interior de un conductor, pero si este conductor se conecta por ejemplo a unabatería, los portadores de carga del conductor se moverán y se establecerá una corriente eléctrica.

Flujo de Carga

En un conductor las partículas cargadas se pueden mover (fluir) libremente, y su estructura cristalina está compuesta por iones positivos localizados en posiciones fijas en la red distribuyéndose entre ellos los electrones libres.
La carga del conjunto de los electrones libresy la de los iones positivos son iguales, dando por resultado un material eléctricamente neutro.
Los electrones libres tiene capacidad de moverse entre la red de iones positivos y constituyen por tanto los portadores de carga en el metal.

Corriente Eléctrica

El flujo de portadores de carga que pasa a través de la sección transversal de un conductor en una unidad de tiempo denota a lacorriente eléctrica.
Se define la corriente eléctrica (I) en un alambre como: La rapidez con que una carga dQ atraviesa una sección transversal del alambre en una unidad de tiempo.

Matemáticamente: I = dQ/dt Coulomb/seg = Ampere (MKS) Ecn 2.1

En la figura 2.1a siguiente se muestra una sección de un alambre conductor con portadores de carga positivos moviéndose hacia la derecha.Vd I

La corriente eléctrica I es una cantidad escalar, aunque comúnmente hablamos de que la dirección de la corriente es en la que fluyen los portadores de carga positivos; por lo que haremos énfasis de que la corriente eléctrica es un escalar al señalar el sentido de la corriente.
En forma general, el sentido de lacorriente en un conductor está dado por el movimiento de los portadores de carga positivos. En la grafica 2.1a el sentido de la corriente es hacia la derecha.

Pero…… ¿Qué efecto tiene el signo de las cargas en el sentido de la corriente eléctrica en un conductor?
En la figura 2.1 a los portadores de carga positivos se mueven hacia la derecha del conductor, tendiendo a hacer mas positivo el ladoderecho y más negativo el lado izquierdo.

En la figura 2.1 b de abajo muestra a portadores de carga negativos moviéndose en el conductor.



Vd I

Dichos portadores de carga negativos se mueven hacia la izquierda haciendo mas positivo el lado derecho y más negativo el lado izquierdo.

De lo anterior se desprende queindependientemente del tipo de carga de los portadores (positiva o negativa la dirección de la corriente es la misma (hacia la derecha).

Y como en los materiales conductores metálicos los portadores de carga son negativos se infiere finalmente que el sentido de la corriente es opuesta al del movimiento de dichos portadores de carga.

Velocidad de Arrastre

Cuando se le aplica a unconductor un campo eléctrico externo, este ejerce una fuerza sobre cada uno de los portadores de carga (electrones) produciendo un movimiento a través del material. (los iones positivos se desplazan ligeramente pero continúan ligados a sus posiciones en la red cristalina).

Si sobre los portadores de carga no obraran otras fuerzas, entonces el campo eléctrico produciría sobre ellos una aceleraciónconstante. Sin embargo los portadores de carga interactúan con las demás partículas del material y el efecto combinado de esas interacciones con el campo eléctrico presente, hacen que los portadores de carga se muevan con una velocidad constante Vd (velocidad de arrastre).

En la figura 2.2 suponemos que todos los portadores de carga llevan la velocidad vd, de forma que todos los portadores que...