Estimado Rincón
La
corriente eléctrica es un flujo de carga eléctrica; cuantitativamente, es la tasa a la que la carga fluye por cualquier punto determinado. Simbólicamente, si una carga \( \Delta q \) pasa por un cierto punto en un tiempo \( \Delta t \), entonces la corriente en dicho punto es
\( I=\displaystyle\frac{\Delta q}{\Delta t} \) (Corriente eléctrica; unidades SI: A)
Esto implica que la corriente fluye en la dirección del movimiento de las cargas positivas (la unidad del SI para la carga es el
culombio (C). El culombio se define en función del amperio (A), la unidad del SI para la corriente eléctrica. Es conveniente pensar en el culombio como en unas \( 6,25\times{10^{18}} \)
cargas elementales, donde la carga elemental \( e \) es el módulo de la carga del electrón y del protón, que es igual a \( 1,602\times{10^{-19}} \) C.
La ecuación de la corriente eléctrica anteriormente descrita implica que la corriente fluye en la dirección del movimiento de las cargas positivas. Sin embargo, en la mayoría de los circuitos eléctricos, son los electrones negativos existentes en los cables conductores los que transportan la corriente. Por convenio seguimos hablando de la dirección de la corriente como si fueran cargas positivas lo que fluye, pero en la dirección opuesta a los electrones negativos (Figura 17.1a).
Esto evita tener que emplear signos negativos adicionales durante el proceso de análisis de los circuitos.
Las cargas positivas se mueven desde los puntos de mayor potencial a los de menor potencial. En un circuito esto significa que podemos interpretar la corriente como si fluyera desde el terminal positivo de la batería hasta el terminal negativo, recorriendo todo el circuito (Figura 17.1b). La corriente es la misma (del positivo al negativo), independientemente de si son verdaderamente las cargas positivas las que van desde el terminal positivo de la batería hasta el negativo o son los electrones negativos los que fluyen del terminal negativo hasta el positivo (...)
Cuando la corriente fluye en una sola dirección se denomina
corriente continua. (...) la
corriente alterna se invierte periódicamente.
Fuerza electromotrizLas baterías son dispositivos que proporcionan una diferencia de potencial constante. Es habitual hacer referencia a las baterías diciendo que son una fuente de
fuerza electromotriz, o fem. Esta terminología es obsoleta e induce a confusión, porque en realidad sólo existe una relación indirecta con el concepto físico de fuerza. La fem de una batería es la diferencia de potencial existente entre su célula o células, como por ejemplo \( 1,5\,V \) para la batería de una linterna. La fem se designa mediante el símbolo \( \mathcal{E} \), con el fin de distinguirla de otras diferencias de potencial que no están asociadas con fuentes de energía eléctrica.
Los fenómenos eléctricos y magnéticos están íntimamente relacionados. Las corrientes eléctricas provocan la aparición de campos magnéticos, mientras que los campos magnéticos afectan, a su vez, a las cargas eléctricas en movimiento (...), ¿puede un campo magnético producir una corriente eléctrica? La respuesta es sí, y este fenómeno recibe el nombre de
inducción electromagnética.
(...)
La inducción desempeña un papel central en los sistemas de alimentación de energía eléctrica.
Generadores¿Cómo funcióna el generador? Sabemos, por la ley de Faraday, que la corriente inducida requiere un flujo magnético variable. Con un campo uniforme, la ecuación \( \Phi=BA\cos{\theta} \) nos da el flujo que atraviesa cada vuelta de la bobina. El campo \( B \) y el área \( A \) son constantes, pero a medida que la bobina gira, el ángulo \( \theta \) varía. Si la bobina gira con una velocidad angular constante \( \mathcal{w} \), entonces sabemos que \( \theta=\mathcal{w}t \). Por tanto, por la ley de Faraday, la fem será
\( \mathcal{E}=-N\displaystyle\frac{\Delta{\Phi}}{\Delta{t}}=-N\displaystyle\frac{\Delta{(BA\cos{\theta}))}}{\Delta{t}}=-NBA\displaystyle\frac{\Delta{(\cos{(\mathcal{wt})})}}{\Delta{t}} \)
para una bobina con \( N \) vueltas. Aplicando las herramientas del cálculo se deduce que esta fórmula se reduce a un valor instantáneo
\( \mathcal{E}=NBA\mathcal{w}\,\sen{(\mathcal{w}t)} \) (fem inducida en una bobina giratoria; unidades SI: Wb)
Por tanto, la fem inducida varía sinusoidalmente con el tiempo, como se muestra en la Figura 19.14, cambiando de signo periódicamente. Esto genera una
corriente alterna (CA), que varía periódicamente de dirección. La energía eléctrica se transmite a través de los tendidos eléctricos hasta las viviendas y oficinas.
La duda es si he entendido bien los conceptos de corriente continua y alterna (los dibujos me han ayudado mucho), y, finalmente, ¿qué se mueve, los electrones, los protones,...?
¡Un saludo!
Editado para ajustar segunda imagen y errata en la descripción de la ley de Faraday y de la fem instantánea
