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CORRIENTE ELECTRICA
¿Qué es la corriente eléctrica? Corriente eléctrica es la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM). Al caudal de corriente (cantidad de carga por unidad de tiempo) se le denomina intensidad de corriente eléctrica (representada comúnmente con la letra I). En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo (C/s), unidad que se denomina amperio (A). Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán. Históricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas (+) y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente, como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, posteriormente se observó, gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son negativos, electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. En conclusión, el sentido convencional y el real son ciertos en tanto que los electrones como protones fluyen desde el polo negativo hasta llegar al positivo (sentido real), cosa que no contradice que dicho movimiento se inicia al lado del polo positivo donde el primer electrón se ve atraído por dicho polo creando un hueco para ser cubierto por otro electrón del siguiente átomo y así sucesivamente hasta llegar al polo negativo (sentido convencional). Es decir, la corriente eléctrica es el paso de electrones desde el polo negativo al positivo comenzando dicha progresión en el polo positivo.
En el siglo XVIII cuando se hicieron los primeros experimentos con electricidad, solo se disponía de carga eléctrica generada por frotamiento (electricidad estática) o por inducción. Se logró (por primera vez, en 1800) tener un movimiento constante de carga cuando el físico italiano Alessandro Volta inventó la primera pila eléctrica. La Electricidad es la forma de energía más extensamente utilizada por varios motivos, entre los que se encuentra: La capacidad de hacer funcionar un amplio surtido de máquinas Lo limpia que resulta al ser consumida. No contamina La facilidad para ser transportada La facilidad para convertirla en otro tipo de energía, etc. TIPOS DE CORRIENTE Hay dos tipos de corriente:
- Corriente continua: si el sentido en el que se mueven los electrones es siempre el mismo.
- Corriente alterna: si el sentido va cambiando. ¿Qué es la corriente continua? Se denomina corriente continua (CC) o corriente directa (CD) a un tipo de corriente eléctrica, esto es, al flujo de una carga eléctrica a través de un material conductor, debido al desplazamiento de una cantidad determinada de electrones a lo largo de su estructura molecular. En el caso de la corriente continua, dicho flujo de electrones se caracteriza por tener siempre un mismo sentido de circulación. Dicho en otras palabras, la corriente directa implica el tránsito continuo de una carga eléctrica entre dos puntos del conductor que tienen diferente potencial y carga eléctricos, de manera tal que nunca cambia con el tiempo.
Diferencia entre corriente continua y corriente alterna A diferencia de la corriente continua, que presenta una misma dirección polar en su flujo de energía, la corriente alterna (CA) se caracteriza por una variación regular y cíclica de su magnitud y sentido en el tiempo. Este es el tipo de corriente que generalmente llega a los hogares y es empleado para diversas funciones domésticas, ya que es mucho más fácil de transformar que la corriente continua, empleando transformadores que permiten elevar la tensión eléctrica de manera eficiente. La corriente continua puede transformarse en corriente alterna empleando un inversor de corriente: que logra cambiar un tipo de electricidad por otro empleando una serie de transformadores, en varios niveles de voltaje y frecuencia.
Magnitudes eléctricas Dentro de la corriente eléctrica tenemos tres magnitudes fundamentales para poder entenderla
- Intensidad de Corriente: Se define como la cantidad de electrones que pasan por un conductor en la unidad de tiempo. Se mide en Amperios.
- Tensión: Es la energía que tiene cada electrón para que pueda moverse. Se mide en voltios
- Resistencia: Es la oposición que presenta un cuerpo al paso de los electrones. Se mide en Ohmios (representado por la letra griega Ω) circuito) circuito serie Vamos a darle algo de vueltas a estos conceptos. Por un lado, tenemos un generador, que puede ser una pila, una dinamo o el alternador. Estos elementos se encargan de "crear los electrones listos para correr por el circuito ". La cantidad de ellos que salen hacen referencia a la Intensidad. La energía que lleva cada uno hace referencia a la Tensión y los Obstáculos que se van a encontrar por el camino (desde que salen hasta que llegan al generador) va a ser la Resistencia A la derecha, tenemos un generador (pila) que provoca que los electrones salgan con cierta energía (polo positivo) pero que la van gastando al pasar por las bombillas hasta que llegan exhaustos (sin energía) al polo negativo. Nos podemos preguntar ¿Existe una relación entre los electrones que salen de la pila y la resistencia (número de bombillas)? Ahí viene Ohm con su ley a resolver este enigma de la forma
I = V/R
Donde I es la Intensidad y se mide en Amperios V es la tensión y se mide en Voltios y R es la resistencia que hay en el circuito y se mide en Ohmios
Se puede observar que gracias al calentamiento de algunos dispositivos podemos obtener diferentes resultados, y este calentamiento es debido al paso de electrones. ¿Quién es la persona que descubre este efecto, cuando los electrones se ponen en movimiento se produce energía en forma de calor? Es el físico británico James Prescott Joule (1818-1889), quién descubrió el “efecto Joule”, que no es más que la transformación de energía eléctrica en energía térmica. Con cualquiera de estas dos fórmulas podemos averiguar la energía calorífica: Q=0.24\cdot R\cdot I^{2}\cdot t Q=P\cdot t\cdot J Donde sabemos que:
- Q es igual al calor medido en calorías.
- J son Joules y equivalen a 0.24 calorías.
- Sabemos que la energía eléctrica consumida es igual a la potencia por el tiempo E=P\cdot t
- También sabemos que la potencia es la resistencia por la intensidad al cuadrado [/látex]P=R\cdot I^{2}[/látex]
- Entonces la energía calorífica es igual a energía por Joules o lo que es lo mismo, Energía calorífica es igual a 0.24 por la resistencia por la intensidad al cuadrado por el tiempo. Q=0.24\cdot R\cdot I^{2}\cdot t Ventajas
Se pueden utilizar esta característica para resolver problemas en la vida diaria; ejemplos tostadores, planchas, cautín, calentadores. Para mantener una temperatura constante en tableros de tableros de control y servidores. Desventajas Puede producir quemadoras y grandes incendios. Protección de dispositivos de potencia
- EFECTO LUMINOSO: al pasar por un hilo conductor muy fino, este se pone incandescente y emite luz, la resistencia es muy grande, y la energía calorífica también. Basado en este hecho, Edison , en 1878, ideó la lámpara de incandescencia , que hoy todavía utilizamos. Este efecto se da cuando se emite luz con ayuda de elementos eléctricos ya sea a causa de la temperatura, ionizando de vapor, flujo de corriente a través de semiconductores, etc. El ejemplo más claro del efecto luminoso de la corriente eléctrica son las lámparas (focos) que se usan en el hogar. Con ayuda de las lámparas eléctricas o bombillas es posible ejemplificar las distintas maneras en las que se presenta el efecto luminoso ya que: El efecto luminoso de la corriente eléctrica es evidente en muchos lugares de la vida cotidiana. Hay muchos tipos diferentes de lámparas: lámparas incandescentes, lámparas halógenas, tubos fluorescentes y LEDs.
Sin embargo, como el efecto luminoso de la lámpara incandescente es “superado” por su efecto térmico, la lámpara incandescente ahora sólo desempeña un papel subordinado en la iluminación y está siendo reemplazada por fuentes de luz más eficientes. Lámpara halógena Una lámpara halógena funciona de manera similar a una lámpara incandescente normal. Sin embargo, la diferencia es que el filamento se calienta más que en la lámpara incandescente. Esto resulta en una mayor eficacia luminosa. Sin embargo, sin precauciones especiales, el filamento de la lámpara halógena se “desgasta” con relativa rapidez. Al añadir un halógeno (por ejemplo, yodo o bromo) a la bombilla de vidrio de cuarzo, las reacciones químicas garantizan que el tungsteno evaporado del filamento no se condense en la bombilla de vidrio fría, sino que sea transportado de nuevo al filamento. Dado que las lámparas halógenas también convierten una gran proporción de la energía que se les suministra en calor en lugar de luz, también están siendo sustituidas gradualmente por lámparas LED de mucha más eficiencia energética.
LED (diodo emisor de luz) Los LEDs son componentes semiconductores que emiten luz cuando la corriente fluye a través de ellos. Se utilizan como luces de señal y para la iluminación. Sin embargo, la función de un diodo emisor de luz sólo puede explicarse de manera significativa a un nivel superior. En comparación con las fuentes de luz convencionales, los diodos emisores de luz tienen algunas ventajas significativas:
- EFECTO MAGNÉTICO: la corriente eléctrica crea un campo magnético. El magnetismo es la propiedad que tienen ciertos cuerpos, llamados imanes, de atraer a ciertos metales. Hay imanes naturales como la magnetita, pero la mayoría son artificiales. Los imanes modifican las propiedades del espacio que les rodea. Por eso se dice que crean campos magnéticos. La Tierra, que actúa como un imán gigantesco, origina un campo magnético que obliga a la brújula a orientarse en la dirección Sur- Norte. Ejemplo: La corriente eléctrica produce imanes. Una corriente eléctrica continua crea a su alrededor una zona con propiedades magnéticas. Se puede ver que la aguja de una brújula se desvía al paso de una corriente eléctrica continua, tal como vimos en el experimento de Oersted.
- EFECTO MECÁNICO: se genera movimiento, al situar un imán cerca de la corriente eléctrica. Está basado en el efecto magnético. Como la corriente eléctrica se comporta como un imán, se puede producir un movimiento si situamos imanes cerca de una corriente eléctrica (Efecto Faraday). Esto es lo que sucede en un motor eléctrico. Ejemplo: Como la corriente eléctrica se comporta como un imán, se puede producir un movimiento si situamos imanes cerca de una corriente eléctrica. En esto están basados los motores eléctricos, que transforman la energía eléctrica en energía mecánica.
URL DE VIDEOS DE CORRIENTE ELECTRICA
https://www.youtube.com/watch?v=6rspgk0TXBM https://www.youtube.com/watch?v=BEFGzbV5SE https://www.youtube.com/watch?v=TMC7gidYPy https://www.youtube.com/watch?v=BPaIiaoYkNY
