Corriente llétrica

De Wikipedia
Saltar a: navegación, buscar
La corriente eléctrica ta definida por conveniu en dirección contraria al desplazamientu de los electrones.
Diagrama del efectu Hall, amosando'l fluxu d'electrones. (en cuenta de la corriente convencional).
Lleenda:
1. Electrones
2. Sensor o sonda Hall
3. Imanes
4. Campu magnético
5. Fonte d'enerxía
Descripción
Na imaxe A, una carga negativa apaez nel cantu cimeru del sensor Hall (simbolizada col color azul), y una positiva nel cantu inferior (color coloráu). En B y C, el campu eléctrico o'l magnéticu tán invertíos, causando que la polaridá inviértase. Invertir tantu la corriente como'l campu magnético (imaxe D) causa que la sonda asuma de nuevu una carga negativa na esquina cimera.

La corriente eléctrica o intensidá eléctrica ye'l fluxu de carga eléctrica por unidá de tiempu que percuerre un material.[1] Deber al movimientu de les cargues (de normal electrones) nel interior del material. Nel Sistema Internacional d'Unidaes espresar en C/s (culombios sobre segundu), unidá que se denomina amperiu. Una corriente eléctrica, cuidao que se trata d'un movimientu de cargues, produz un campu magnético, un fenómenu que puede aprovechase nel electroimán.

El preséu usáu pa midir la intensidá de la corriente eléctrica ye'l galvanómetru que, cubicáu n'amperios, llámase amperímetro, asitiáu en serie col conductor que la so intensidá deseyar midir.

Hestoria[editar | editar la fonte]

Históricamente, la corriente eléctrica definióse como un fluxu de cargues positives y afitóse el sentíu convencional de circulación de la corriente, como un fluxu de cargues dende'l polu positivu al negativu. Sicasí darréu reparóse, gracies al efectu Hall, que nos metales el portadores de carga son negativos, electrones, que flúin en sentíu contrariu al convencional. A última hora, el sentíu convencional y el real son ciertos en cuantes que los electrones como protones flúin dende'l polu negativu hasta llegar al positivu (sentíu real), cosa que nun contradiz que dichu movimientu empecípiase al llau del polu positivu onde'l primer electrón vese atraíu por dichu polu creando un buecu pa ser cubiertu por otru electrón del siguiente átomu y asina sucesivamente hasta llegar al polu negativu (sentíu convencional) ye dicir la corriente eléctrica ye'l pasu d'electrones dende'l polu negativu al positivu empezando dicha progresión nel polu positivu.[2]

Nel sieglu XVIII cuando se fixeron los primeros esperimentos con electricidá, namái se disponía de carga eléctrica xenerada por frotamiento (electricidá estática) o por inducción. Llogróse (per primer vegada, en 1800) tener un movimientu constante de carga cuando'l físicu italianu Alessandro Volta inventó la primer pila eléctrica.

Conducción eléctrica[editar | editar la fonte]

Un material conductor tien gran cantidá d'electrones llibres, polo que ye posible'l pasu de la electricidá al traviés del mesmu. Los electrones llibres, anque esisten nel material, non puede dicise que pertenezan a dalgún átomu determináu.

Una corriente d'electricidá esiste nun llugar cuando una carga neta tresportar dende esi llugar a otru en dicha rexón. Supongamos que la carga muévese al traviés d'un alambre. Si la carga q trespórtase al traviés d'una sección tresversal dada del alambre, nun tiempu t, entós la intensidá de corriente I, al traviés del alambre ye:

Equí q ta dada en culombios, t en segundos, y I en amperios. Polo cual, la equivalencia ye:

Una característica de los electrones llibres ye que, inclusive ensin aplica-yos un campu eléctrico dende fuera, muévense al traviés del oxetu de forma aleatoria por cuenta de la enerxía calórica. Nel casu de que nun aplicaren nengún campu eléctrico, cumplen cola riegla de que la media d'estos movimientos aleatorios dientro del oxetu ye igual a cero. Esto ye: dáu un planu irreal trazáu al traviés del oxetu, si sumamos les cargues (electrones) que traviesen dichu planu nun sentíu, y sustraemos les cargues que la percuerren en sentíu inversu, estes cantidaes anúlense.

Cuando s'aplica una fonte de tensión esterno (como, por casu, una batería) a los estremos d'un material conductor, ta aplicándose un campu eléctrico sobre los electrones llibres. Esti campu provoca'l movimientu de los mesmos en dirección al terminal positivu del material (los electrones son atraíos [tomaos] pol terminal positivu y refugaos [inyectaos] pol negativu). Esto ye, los electrones llibres son el portadores de la corriente eléctrica nos materiales conductores.

Si la intensidá ye constante nel tiempu, dizse que la corriente ye continua; en casu contrariu, llámase variable. Si nun se produz almacenamientu nin amenorgamientu de carga en nengún puntu del conductor, la corriente ye estacionaria.

Pa llograr una corriente de 1 amperiu, ye necesariu que 1 culombiu de carga eléctrica per segundu tea travesando un planu imaxinariu trazáu nel material conductor.

El valor I de la intensidá instantánea va ser:


Si la intensidá permanez constante, y nesi casu se denota Im, utilizando medríes finitos de tiempu puede definise como:


Si la intensidá ye variable la fórmula anterior da'l valor mediu de la intensidá nel intervalu de tiempu consideráu.

Según la llei de Ohm, la intensidá de la corriente ye igual a la tensión (o voltaxe) estremáu pola resistencia qu'oponen los cuerpos:


Faciendo referencia a la potencia, la intensidá equival al raigañu cuadráu de la potencia estremada pola resistencia. Nun circuitu que contenga dellos xeneradores y receptores, la intensidá ye igual a:


onde ye'l sumatorio de les fuerces electromotrices del circuitu, ye la suma de toes la fuerces contraelectromotrices, ye la resistencia equivalente del circuitu, ye la suma de les resistencies internes de los xeneradores y ye'l sumatorio de les resistencies internes d'el receptores.

Intensidá de corriente nun elementu de volume: , onde atopamos n como'l númberu de cargues portadores por unidá de volume dV; q refiriéndose a la carga del portador; v la velocidá del portador y finalmente dS como la área de la sección del elementu de volume de conductor.[ensin referencies]

Definición per mediu del magnetismu[editar | editar la fonte]

La corriente eléctrica ye'l fluxu de portadores de carga eléctrica, de normal al traviés d'un cable metálicu o cualesquier otru conductor eléctricu, por cuenta de la diferencia de potencial creada por un xenerador de corriente. La ecuación que la describe en electromagnetismu ye:

Onde ye la densidá de corriente de conducción, ye'l vector perpendicular al diferencial de superficie, ye'l vector unitariu normal a la superficie, y ye'l diferencial de superficie.

La carga eléctrica puede movese cuando tea nun oxetu y ésti ye movíu, como'l electróforo. Un oxetu cárgase o se descarga eléctricamente cuando hai movimientu de carga nel so interior.

Corriente continua[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Corriente continua
Rectificador de corriente alterna en continua, con ponte de Gratz. Emplégase cuando la tensión de salida tien un valor distintu de la tensión d'entrada.

Denominar corriente continua o corriente directa(CC n'español, n'inglés DC, de Direct Current) al fluxu de cargues eléctriques que nun camuda de sentíu col tiempu. La corriente eléctrica al traviés d'un material establecer ente dos puntos de distintu potencial. Cuando hai corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial nun s'intercambien ente sigo. Ye errónea la identificación de la corriente continua cola corriente constante (nenguna ser, nin siquier la suministrada por una batería). Ye continua toa corriente que'l so sentíu de circulación ye siempres el mesmu, independientemente del so valor absolutu.

El so descubrimientu remontar a la invención de la primera pila voltaica per parte del conde y científicu italianu Alessandro Volta. Nun foi hasta los trabayos de Edison sobre la xeneración d'electricidá, nes acabadures del sieglu XIX, cuando la corriente continua empezó a emplegase pa la tresmisión de la enerxía eléctrica. Yá nel sieglu XX esti usu decayó en favor de la corriente alterna, que presenta menores perdes na tresmisión a llargues distancies, magar se caltién na conexón de redes eléctriques de distintes frecuencies y na tresmisión al traviés de cables submarinos.

Dende 2008 ta estendiéndose l'usu de xeneradores de corriente continua a partir de célules fotoeléctriques que dexen aprovechar la enerxía solar.

Cuando ye necesariu disponer de corriente continua pal funcionamientu d'aparatos electrónicos, puede tresformase la corriente alterna de la rede de suministru eléctricu por aciu un procesu, denomináu rectificación, que se realiza con unos dispositivos llamaos rectificadores, basaos nel empléu de diodos semiconductores o tiristores (d'antiguo, tamién de tubos de vacíu).[3]

Corriente alterna[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Corriente alterna
Onda senoidal.
Voltaxe de les fases d'un sistema trifásicu. Ente caúna de les fases hai un desfase de 120º.
Esquema de conexón.
Conexón en triángulu y en estrella.

Denominar corriente alterna (simbolizada CA n'español y AC n'inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica na que la magnitú y dirección varien cíclicamente. La forma d'onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada ye la d'una onda sinoidal.[4] Nel usu coloquial, "corriente alterna" referir a la forma na cual la electricidá llega a los llares y a les empreses.

El sistema usáu anguaño foi escurríu fundamentalmente por Nikola Tesla, y la distribución de la corriente alterna foi comercializada por George Westinghouse. Otros que contribuyeron al desenvolvimientu y meyora d'esti sistema fueron Lucien Gaulard, John Gibbs y Oliver Shallenger ente los años 1881 y 1889. La corriente alterna superó les llimitaciones qu'apaecíen al emplegar la corriente continua (CC), que constitúi un sistema ineficiente pa la distribución d'enerxía a gran escala por cuenta de problemes na tresmisión de potencia.

La razón del ampliu usu de la corriente alterna, qu'embrive los problemes de trasmisión de potencia, vien determinada pola so facilidá de tresformamientu, cualidá de la qu'escarez la corriente continua. La enerxía eléctrica tresmitida vien dada pol productu de la tensión, la intensidá y el tiempu. Cuidao que la sección d'el conductores de les llinies de tresporte d'enerxía eléctrica depende de la intensidá, puédese, por aciu un tresformador, modificar el voltaxe hasta altos valores (alta tensión), menguando n'igual proporción la intensidá de corriente. Esto dexa qu'el conductores seyan de menor sección y, por tanto, de menor costo; amás, embrive les perdes por efectu Joule, que dependen del cuadráu de la intensidá. Una vegada nel puntu de consumu o nes sos cercaníes, el voltaxe puede ser de nuevu amenorgáu pa dexar el so usu industrial o domésticu de forma cómoda y segura.

Les frecuencies emplegaes nes redes de distribución son 50 y 60 Hz. El valor depende del país.

Corriente trifásica[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Sistema trifásicu

Denominar corriente trifásica al conxuntu de trés corrientes alternes d'igual frecuencia, amplitú y valor eficaz que presenten una diferencia de fase ente elles de 120°, y tán daes nun orde determináu. Caúna de les corrientes que formen el sistema designar col nome de fase.

La xeneración trifásica d'enerxía eléctrica ye más común que la monofásica y apurre un usu más eficiente d'el conductores. L'usu d'electricidá en forma trifásica ye mayoritaria pa tresportar y distribuyir enerxía eléctrica y pal so usu industrial, incluyendo'l accionamiento de motores. Les corrientes trifásiques xenerar por aciu alternadores dotaos de tres bobines o grupos de bobines, arrollaes nun sistema de tres electroimanes equidistantes angularmente ente sigo.

El conductores de los trés electroimanes pueden conectase n'estrella o en triángulu. Na disposición n'estrella cada bobina conectar a una fase nun estremu y a un conductor común nel otru, denomináu neutru. Si'l sistema ta equilibráu, la suma de les corrientes de llinia ye nula, colo que'l tresporte puede ser efectuáu usando solamente tres cables. Na disposición en triángulu o delta cada bobina conectar ente dos filos de fase, de forma que un estremu de cada bobina ta conectáu con otru estremu d'otra bobina.

El sistema trifásicu presenta una serie de ventayes tales como la economía de les sos llinies de tresporte d'enerxía (filos más finos que nuna llinia monofásica equivalente) y d'el tresformadores utilizaos, según el so eleváu rendimientu d'el receptores, especialmente motores, a los que la llinia trifásica alimenta con potencia constante y non pulsiada, como nel casu de la llinia monofásica.

Tesla foi l'inventor qu'afayó'l principiu del campu magnético rotatoriu en 1882, que ye la base de la maquinaria de corriente alterna. Él inventó'l sistema de motores y xeneradores de corriente alterna polifásica que da enerxía al planeta.[5]

Corriente monofásica[editar | editar la fonte]

Artículu principal: Sistema monofásicu

Denominar corriente monofásica a la que se llogra de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutru. N'España y demás países qu'utilicen valores similares pa la xeneración y trasmisión d'enerxía eléctrica, esti tipu de corriente facilita una tensión de 230 voltios, lo que la fai apoderada por que puedan funcionar afechiscamente la mayoría d'electrodomésticos y lluminaries qu'hai nes viviendes.

Dende'l centru de tresformamientu más cercanu hasta les viviendes dispónense cuatro filos: un neutru (N) y tres fases (R, S y T). Si la tensión ente dos fases cualesquier (tensión de llinia) ye de 400 voltios, ente una fase y el neutru ye de 230 voltios. En cada vivienda entra'l neutru y una de les fases, conectándose delles viviendes a caúna de les fases y al neutru; esto llámase corriente monofásica. Si nuna vivienda hai instalaos aparatos de potencia eléctrica alta (aire acondicionáu, motores, etc., o si ye un taller o una empresa industrial) davezu suminístrase-yos directamente corriente trifásica qu'ufierta una tensión de 400 voltios.

Corriente eléctrica estacionaria[editar | editar la fonte]

Denominar corriente eléctrica estacionaria, a la corriente eléctrica que se produz nun conductor de forma que la densidá de carga ρ de cada puntu del conductor ye constante, ye dicir que se cumple que:

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. Plantía:Google books
  2. Purcell, Y. M. (1988). Electricidad y Magnetismu. Reverté, 141. ISBN 9788429143195.
  3. ertec.com py. «Rectificadores de corriente». Archiváu dende l'orixinal, el 14 de setiembre de 2008. Consultáu'l 8 de xunetu de 2008.
  4. García Alvárez, José Antonio Y¿Qué ye la corriente alterna? asifunciona.com [23-08-2008]
  5. Que ye la corriente trifasica electroinstalador.com [27-6-2008]
Corriente eléctrica