Carga eléctrica: ¿Qué reacción automática produce esa frase cuando la lees? ¿Una sensación de hormigueo, tal vez, o la imagen de un rayo de luz dividiendo el cielo? ¿La colorida exhibición de luces intermitentes en una ciudad como París o Las Vegas? ¿Quizás incluso un insecto que de alguna manera brilla en la oscuridad a medida que se abre camino a través de su campamento?
Hasta los últimos siglos, los científicos no solo no tenían forma de medir la velocidad de la luz, sino que no tenían idea de qué fenómenos físicos subyacen lo que ahora se conoce como "electricidad" en primer lugar. En el siglo XIX, los físicos obtuvieron una comprensión de las pequeñas partículas involucradas en el flujo de corriente (electrones libres), así como la naturaleza de las fuerzas que los obligan a moverse. Estaba claro que la electricidad podría hacer un bien considerable si se pudiera "fabricar" o "capturar" de manera segura y la energía eléctrica utilizada para hacer el trabajo.
El flujo de carga eléctrica ocurre fácilmente en sustancias clasificadas como materiales conductores Current current La unidad de corriente SI es el amperio (A), a menudo informalmente llamado "amperios". La carga eléctrica en sí se mide en coulombs (C). Por convención, la corriente eléctrica fluye en la dirección opuesta al flujo de electrones. Esto se debe a que la dirección de la corriente se describió antes de que los científicos supieran qué portadores de carga eran los que se movían bajo la influencia de un campo eléctrico. A todos los efectos prácticos, las cargas positivas que se mueven en la dirección positiva ofrecen el mismo resultado físico (computacional) que las cargas negativas que se mueven en la dirección negativa cuando se trata de corriente eléctrica. Los electrones se mueven hacia un terminal positivo en un circuito eléctrico. circuito. Por lo tanto, el flujo de electrones, o carga móvil, está lejos del terminal negativo. El movimiento de electrones en un cable de cobre u otro material conductor también genera un campo magnético Para el escenario de corriente convencional básico de una carga que se mueve a través de un cable, la fórmula de corriente viene dada por : I \u003d neAv d donde n Aunque la corriente tiene una magnitud y una dirección, es una cantidad escalar, no una cantidad vectorial, ya que no obedece las leyes de la suma vectorial. Ohm's law I \u003d V /R donde V Piensa de voltaje como una "fuerza de tracción" (aunque esta "fuerza electromotriz" no es literalmente una fuerza) específica de las cargas eléctricas. Cuando las cargas opuestas se separan, se atraen entre sí de una manera que disminuye al aumentar la distancia entre ellas. Es vagamente análogo a la energía potencial gravitacional en la mecánica clásica; la gravedad "quiere" que las cosas altas caigan a la Tierra, y el voltaje "quiere" que las cargas separadas (opuestas) se estrellen juntas. Los voltios son equivalentes a julios por culombio, o J /C. Por lo tanto, tienen unidades de energía por unidad de carga. El voltaje actual multiplicado por el voltaje da unidades de (C /s) (J /C) \u003d (J /s), que se traducen en unidades de potencia (en este caso eléctrica): P \u003d IV La combinación de esto con la ley de Ohm da lugar a otras relaciones matemáticas útiles que involucran el flujo de corriente: P \u003d I 2R y P \u003d V 2 /R. Estos muestran, entre otras cosas, que a un nivel fijo de corriente, la potencia es proporcional a la resistencia, mientras que si el voltaje es fijo, la potencia es inversamente Mientras se mueven las cargas ( corriente) inducen un campo magnético, un campo magnético puede inducir voltaje en un cable. Con CA, el voltaje varía de forma sinusoidal y se administra en cualquier momento t Un amperímetro es un dispositivo que se utiliza para medir la corriente conectándolo en serie, y nunca en paralelo, en Un circuito eléctrico. (Un circuito paralelo tiene múltiples cables entre uniones, en otras palabras, en la fuente de alimentación, condensadores y resistencias, en el circuito). Funciona según el principio de que la corriente es la misma en todas las partes de un cable entre dos uniones. Un amperímetro tiene una resistencia intrínseca baja conocida y está configurado para proporcionar una desviación de escala completa (FSD) a un nivel de corriente dado, a menudo 0.015 A o 15 mA. Si conoce el voltaje y manipula la resistencia utilizando la función de resistencia de derivación del amperímetro, puede determinar la corriente; ya sabe cuál debería ser el valor del flujo de corriente usando la ley de Ohm. 1. Calcule la velocidad de deriva de los electrones en un cable de cobre cilíndrico con un radio de 1 mm, o 0.001 m) que transporta una corriente de 15 A, dado que para cobre, n \u003d 8.342 × 10 28 e /m 3 . I \u003d neAv d, entonces v d \u003d I /neA. El área A \u003d (15 C /s) /[(8.342 × 10 28 e /m 3) (- 1.60 × 10 -19 C) (3.14 10 -6 m < sup> 2)] \u003d -3.6 × 10 -4 m /s. 2. Encuentre la corriente I en un circuito de 120 V que tiene resistencias de 2 Ω, 4 Ω y 6 Ω en serie. Las resistencias en serie son simplemente aditivas (en circuitos paralelos, la suma de la resistencia total es la suma de los recíprocos de los valores de resistencia individuales). Por lo tanto: I \u003d V /R \u003d (120 V) /(2 + 4 + 6) Ω \u003d 10 A. 3. Un circuito tiene una resistencia total de 15 Ω y un flujo de corriente de 20 A. ¿Cuáles son la potencia y el voltaje en este circuito? P \u003d I 2R \u003d (20) 2 (15) \u003d 6,000 vatios (W o J /s). V \u003d IR \u003d (20) (15) \u003d 300 V
, aunque está impedido en los conocidos como aisladores
. En un cable de metal como un cable de cobre, por ejemplo, es posible crear una diferencia de potencial
a través de los extremos del cable, causando un flujo de carga y creando una corriente.
Definición de Electricidad Current
es la tasa promedio de flujo de carga eléctrica (es decir, carga por unidad de tiempo) más allá de un punto en el espacio. Esta carga es transportada por electrones
moviéndose a través de un cable en un circuito eléctrico. Cuanto mayor sea el número de electrones que pasan este punto por segundo, mayor es la magnitud de la corriente.
es igual en magnitud pero positivo
en signo. Este número se considera la carga fundamental
e
. Por lo tanto, la unidad base del amperio es coulombs por segundo (C /s).
que tiene una dirección y magnitud determinadas por la dirección de la corriente eléctrica y, por lo tanto, el movimiento de los electrones; este es el principio sobre el cual se construye un electroimán .
Fórmula de corriente eléctrica
es el número de cargas por metro cúbico (m 3), e
es la carga fundamental, A
es el área de la sección transversal del cable y v d
es la velocidad de deriva
.
Ohm's Law Formula
da una fórmula para determinar la corriente que fluirá a través de un conductor:
es el voltaje
, o diferencia de potencial eléctrico
, medida en voltios, y R
es la resistencia eléctrica
al flujo de corriente, medida en ohmios
(Ω).
Voltaje explicado
proporcional a la resistencia.
Tipos de corriente
por la expresión V \u003d V 0sin (2πft), donde V 0
es el voltaje inicial y f
es la frecuencia o el número de ciclos de voltaje (máximo a mínimo de vuelta al valor máximo) en cada segundo.
Medición de corriente
Ejemplos de corriente eléctrica
de la sección transversal del cable es πr 2, o π (0.001) 2 \u003d 3.14 10 -6 m 2.
