La Corriente Electrica

INTRODUCCIÓN.

La electricidad se podría definir como propiedad fundamental de la materia que se manifiesta por la atracción o repulsión entre sus partes, originada por la existencia de electrones, con carga negativa, o protones, con carga positiva.

El termino corriente eléctrica, o simplemente corriente, se emplea para describir la tasa de flujo de carga que pasa por alguna región de espacio. La mayor parte de las aplicaciones prácticas de la electricidad tienen que ver con corrientes eléctricas. Por ejemplo, la batería de una luz de destellos suministra corriente al filamento de la bombilla cuando el interruptor se conecta. Una gran variedad de aparatos domésticos funcionan con corriente alterna. En estas situaciones comunes, el flujo de carga fluye por un conductor, por ejemplo, un alambre de cobre. Es posible también que existan corrientes fuera de un conductor. Por ejemplo, un haz de electrones en el tubo de imagen de una TV constituye una corriente.

El éxito de la electricidad como fuente de energía se encuentra en la facilidad para obtenerla, trasportarla y transformarla en otros tipos de energía.

Corriente Eléctrica.

Es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.

Tipos de Corriente Eléctrica.

Corriente Continúa: es el flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente eléctrica a través de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial. Cuando hay corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre sí. Es continua toda corriente cuyo sentido de circulación es siempre el mismo, independientemente de su valor absoluto.

Corriente Alterna: es la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinoidal. En el uso coloquial, "corriente alterna" se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas.

Corriente Trifásica: es el conjunto de tres corrientes alternas de igual frecuencia, amplitud y valor eficaz que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

Corriente Monofásica: es la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro. En España y demás países que utilizan valores similares para la generación y trasmisión de energía eléctrica, este tipo de corriente facilita una tensión de 230 voltios, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar adecuadamente la mayoría de electrodomésticos y luminarias que hay en las viviendas.

Características de la Corriente Eléctrica.

Es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas.

Es el movimiento de los electrones por el interior de un conductor.

Se mueve siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz

Corriente Alterna.

Es la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación sinusoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.

Procedimiento de la Corriente Eléctrica.

La electricidad se produce cuando los electrones se liberan de sus átomos. Puesto que los electrones de valencia son los más alejados de la fuerza atractiva del núcleo y además tienen el nivel de energía más alto, son los que pueden liberarse más fácilmente. Cuando se aplica suficiente fuerza a un átomo, los electrones de valencia se liberan.

Si se quiere usar energía eléctrica para realizar algún trabajo, es preciso que la electricidad se ponga en marcha. Esto sucede cuando se tiene una corriente eléctrica. La corriente se produce, cuando en el conductor hay muchos electrones libres que se mueven en la misma dirección.

Los electrones suelen moverse en diversas direcciones, de manera que tales efectos se anulan. Pero cuando se hace que los electrones se muevan en la misma dirección, es decir hay una corriente que fluye, entonces sus efectos se suman y la energía que liberan puede aprovechares para realizar algún trabajo. Además, mientras mayor sea el número de electrones que se mueven en la misma dirección, mayor será el flujo de corriente y se dispondrá de mayor energía para efectuar algún trabajo.

Formas de Producción de la Corriente Eléctrica.

• Nuclear: mediante una reacción nuclear se genera calor que calienta agua hasta vapor y esta mueve una turbina y este un generador.

• Eólica: el aire mueve aparatos tipo molinos de viento los cuales mueven turbinas y generadores.

• Térmica: Combustible es quemado para producir calor y calentar agua para efectuar el mismo modo que en forma nuclear.

• Química: Una reacción redox dentro de una pila, acumulador o batería genera corriente eléctrica a partir de la oxidación y reducción de dos sustancias.

• Hidráulica: Se aprovecha la caída del agua desde una altura considerable mediante una presa para transformar la energía potencial de esta y mover una gigantesca turbina hidráulica para mover el generador y este generar corriente eléctrica.

• Solar: paneles convierte la luz del sol en energía eléctrica

Factores de los Cuales depende la Resistencia de un Conductor.

Desde la época de Ohm hasta nuestros días, se han venido haciendo experimentos con el objeto de conocer la mayor o menor capacidad de los materiales para conducir la electricidad. Los resultados obtenidos a través de estos experimentos han conducido a decir que el valor de la resistencia de un conductor depende de la longitud, el área de la sección y del material de que está fabricado.

De acuerdo a todo esto podemos decir que:

• La Resistencia R del conductor es directamente proporcional a la longitud L.

• La resistencia es inversamente proporcional al área (A) del conductor.

• La resistencia depende del material del conductor a través de una constante que designaremos con la letra (p) y que llamaremos resistividad o resistencia especifica.

Buenos Conductores.

Los materiales que son buenos conductores de electricidad son aquellos que poseen electrones que se pueden mover libremente por el material.

Los mejores conductores de la corriente eléctrica son los metales, porque ceden más fácil que otros materiales los electrones que giran en la última órbita de sus átomos. Sin embargo, no todos los metales son buenos conductores, pues existen otros que, por el contrario, ofrecen gran resistencia al paso de la corriente y por ello se emplean como resistencia eléctrica.

La conductividad eléctrica es una propiedad inherente a los metales, dentro de los mejores conductores están la plata, el cobre, oro y aluminio.

Características.

• Tienen una resistencia muy baja.

• Ceden más fácil que otros materiales los electrones que giran en la última órbita de sus átomos.

• Tienen una alta conductividad.

Malos Conductores.

Son aquellos que presentan una gran oposición al paso de la corriente eléctrica. Dicho de otro modo, son aquellos que ofrecen una gran Resistencia. Ejemplos de malos conductores son: el vidrio, el plástico, la madera, la goma, entre otros.

Características.

• Tienen una alta resistencia a la conductividad.

• Tienen muy baja conductividad.

• Ceden menos electrones.

Resistencia Eléctrica.

Es la igualdad de oposición que tienen los electrones para desplazarse a través de un conductor.

Unidades de Resistencia.

La unidad de resistencia en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula:

En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.

Variación de la Resistencia con la temperatura.

La variación de la temperatura produce una variación en la resistencia. En la mayoría de los metales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura, por el contrario, en otros elementos, como el carbono o el germanio la resistencia disminuye.

Como ya se comentó, en algunos materiales la resistencia llega a desaparecer cuando la temperatura baja lo suficiente. En este caso se habla de superconductores.

Experimentalmente se comprueba que para temperaturas no muy elevadas, la resistencia a cierta temperatura ( ), viene dada por la expresión:

Donde

• = Resistencia de referencia a la temperatura .

• = Coeficiente de temperatura. Para el cobre .

• = Temperatura de referencia en la cual se conoce .

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