La corriente eléctrica es el tipo de energía responsable del funcionamiento de la sociedad actual. Definimos la corriente eléctrica como el flujo de carga eléctrica. En nuestra vida cotidiana utilizamos móviles, computadoras, aparatos de aire acondicionado, televisores, frigoríficos, etc., que funcionan con corriente eléctrica. La corriente eléctrica es el flujo de electrones en el circuito que permite que la energía eléctrica fluya y se transforme en una forma diferente de energía.
En este artículo, vamos a aprender acerca de la corriente eléctrica, su unidad, propiedades de la corriente eléctrica, la ley de Ohm, el efecto de la corriente eléctrica, etc, y otros en detalle.
¿Qué es la Corriente Eléctrica?
El flujo de cargas eléctricas se conoce como corriente eléctrica. En épocas anteriores, se consideraba que el flujo correcto se debía al movimiento de cargas positivas del terminal positivo al negativo. Pero tras el descubrimiento de los electrones, se demostró que la sabiduría convencional era errónea, ya que la carga positiva no es más que la deficiencia del electrón.
Ahora, los científicos saben que la propia corriente se genera debido al movimiento de cargas negativas (electrones), el flujo de electrones desde el terminal negativo del sistema al terminal positivo, lo que se conoce como flujo de electrones, y a diferencia de los electrones, la corriente fluye en la dirección opuesta, es decir, desde el terminal positivo al terminal negativo, lo que también se conoce como flujo de corriente convencional.
Cómo se define la corriente eléctrica
La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica a través de un conductor. Es una medida de la velocidad a la que la carga eléctrica pasa a través de un punto particular en un circuito. En términos más sencillos, la corriente eléctrica es el movimiento de electrones o iones en un circuito cerrado, que generalmente resulta de la presencia de una diferencia de tensión a lo largo del circuito.
La mejor manera de imaginar la corriente fluyendo en un circuito es imaginando el flujo de líquido dentro de una tubería desde un punto más alto a uno más bajo, el líquido representa la corriente, y la diferencia de alturas de los extremos de la tubería representa la diferencia de potencial que hace que la corriente fluya, si la tubería se tuerce en algún punto el flujo del líquido se ralentizará, eso representa la resistencia ofrecida por el conductor que reduce la corriente.
Los materiales que permiten fácilmente que los electrones se desplacen de un lugar a otro se denominan conductores. Estos materiales facilitan el paso de la carga eléctrica a través de ellos porque los electrones pueden moverse libremente. Cuando los electrones se mueven a través de un conductor, se crea corriente eléctrica. La fuerza necesaria para que la corriente circule por un conductor se llama tensión.
Ejemplos de conductores son el cuerpo humano, el agua salada y metales como el hierro, la plata y el oro.
Por otro lado, los aislantes son materiales que no permiten que los electrones se muevan libremente. Esto significa que la carga eléctrica no puede fluir fácilmente a través de ellos. Por este motivo, la carga suele permanecer fija y no se reparte uniformemente por la superficie de un aislante.
Ejemplos de aislantes son el plástico, la madera y el vidrio.
Fórmula de la corriente eléctrica
La corriente eléctrica se puede representar como la velocidad de flujo de carga eléctrica (q), que matemáticamente se puede representar de la siguiente manera:
Unidad de Corriente Eléctrica
Como la Carga Eléctrica y el Tiempo entran dentro de las magnitudes Fundamentales y sus unidades son, respectivamente, el culombio y el segundo. Por lo que, según la definición de Corriente Eléctrica, su unidad es Culombio/segundo.
- En el SI, la unidad de corriente eléctrica es el Amperio (A).
- En el sistema CGS, la unidad de Corriente Eléctrica es el Biot o a veces llamado Abaampere.
¿Qué es la fuerza electromotriz o FEM?
Normalmente, en un conductor, los electrones están presentes, y no son estacionarios, se mantienen en movimiento en direcciones aleatorias, y debido a su aleatoriedad, el desplazamiento global de todos los electrones se convierte en cero, y por lo tanto, no se produce corriente. Para producir corriente, se necesita una fuerza externa que alinee los electrones en una dirección y haga que se muevan en esa dirección, esta fuerza externa se conoce como Fuerza Electromotriz. No es más que el voltaje aplicado para producir corriente.
¿Cuál es el Sentido de la Corriente Eléctrica?
Cuando se aplica un voltaje a un conductor o semiconductor, empieza a fluir la corriente eléctrica.
En los conductores, los protones cargados positivamente se mantienen en una posición fija y los electrones cargados negativamente se desplazan de un lugar a otro transportando la carga. Así, los electrones conducen la corriente eléctrica en los conductores.
En los semiconductores, tanto los electrones libres como los huecos transportan la carga de un lugar a otro. Por lo tanto, los electrones y los huecos conducen la corriente eléctrica en los semiconductores.
Cuando se aplica tensión, los electrones (cargas negativas) se desplazan del extremo negativo de la pila al positivo. Por tanto, la dirección de la corriente de los electrones (cargas negativas) es de negativo a positivo.
Por otro lado, los huecos (cargas positivas) se mueven del extremo positivo de la pila al negativo. De modo que la dirección de la corriente de los huecos (cargas positivas) es de positivo a negativo.
La dirección de la corriente convencional es de positivo a negativo (igual que la dirección de la corriente de las cargas positivas).
La carga de una partícula cargada positivamente (hueco) es igual a la carga de una partícula cargada negativamente (electrón libre) pero de polaridad opuesta.
Un flujo de cargas negativas en un circuito producirá la misma corriente que el flujo de cargas positivas. Así que no importa si la corriente fluye de positivo a negativo o de negativo a positivo, la corriente generada será la misma.
¿Cómo Medir la Corriente Eléctrica?
Un aspecto importante de la corriente es conocer la cantidad de corriente que puede estar circulando por un conductor. Como la corriente eléctrica es un factor clave en los circuitos eléctricos y electrónicos, saber qué corriente circula es muy importante.
Hay muchas formas de medir la corriente. Una de las más sencillas es utilizar un multímetro.
Aunque existen otros métodos para medir la corriente, éste es el más común.
La corriente es uno de los elementos más importantes y fundamentales de la tecnología eléctrica y electrónica. La corriente que circula por un circuito puede utilizarse de diversas formas, desde generar calor hasta provocar la conmutación de circuitos o el almacenamiento de información en un circuito integrado.
Tipos de Corriente Eléctrica
Existen dos tipos de corriente eléctrica, que son:
- Corriente alterna (CA) – La corriente eléctrica cuya dirección y valores cambian constantemente se conoce como Corriente Alterna. Los valores de la corriente alterna en una dirección aumentan de 0 a su valor máximo y luego vuelven a caer a 0, y en la dirección opuesta aumentan de 0 a su valor máximo y luego vuelven a 0.
Como la corriente eléctrica va de 0 a pico en una dirección y lo mismo en la dirección opuesta, se comporta como una onda, más concretamente como una onda sinusoidal, y tiene cierta frecuencia. Por ejemplo, en la India, la red eléctrica suministra 220 voltios de corriente alterna a 60 hercios, pero en Estados Unidos, su red suministra 120 voltios de corriente alterna a 50 hercios. - Corriente continua (CC) – La corriente eléctrica con la misma dirección siempre se conoce como Corriente Continua. Como el sentido de la corriente continua es el mismo, su frecuencia es 0.
Flujo de corriente convencional vs flujo de electrones
| Aspecto | Flujo de corriente convencional | Flujo de electrones |
|---|---|---|
| Descripción | Descripción tradicional del movimiento de la carga eléctrica | Descripción moderna y precisa del movimiento de la carga eléctrica |
| Dirección de la corriente | Terminal positivo a terminal negativo de la fuente de voltaje | Terminal negativo a terminal positivo de la fuente de voltaje |
| Fundamento | Establecida antes del descubrimiento del electrón | Basada en el movimiento de los electrones a través de conductores |
| Movimiento de cargas | Se considera que las cargas positivas se mueven en la dirección de la corriente | Los electrones con carga negativa se mueven en la dirección de la corriente |
| Precisión | Históricamente se utiliza pero no refleja el movimiento real de la carga | Refleja el movimiento real de la carga en un circuito |
Propiedades de la corriente eléctrica
Varias propiedades de la corriente eléctrica son:
- La corriente se debe al flujo de electrones en el circuito.
- La corriente eléctrica puede clasificarse en corriente alterna (CA) y corriente continua (CC) por naturaleza, siendo la corriente continua que fluye en una sola dirección, la CC se utiliza en aplicaciones de baja tensión, aplicaciones aeronáuticas, etc. La CA se conoce como corriente alterna, y fluye en ambas direcciones alternativamente, la CA es la corriente que entra en nuestras casas, y los electrodomésticos funcionan con CA.
- La corriente eléctrica en un circuito puede controlarse introduciendo resistencia en el circuito.
- La unidad de corriente eléctrica es el amperio (A). 1 Amperio puede definirse como el flujo de 1 culombio de carga en 1 segundo.
- La corriente eléctrica fluye de mayor potencial a menor potencial en un circuito (de terminal positivo a terminal negativo) también conocido como el sentido convencional de flujo de la corriente.
Efectos de la Corriente Eléctrica
Hay diferentes efectos que se pueden notar debido al flujo de corriente eléctrica en un cable, por ejemplo, cuando la corriente pasa a través de un resistor, el resistor tiene una propiedad de resistencia que no deja pasar toda la corriente pero como la energía no se puede crear ni destruir, se convierte en energía calorífica y se libera en forma de calor, este efecto se llama efecto de calentamiento de la corriente. Del mismo modo, tenemos los efectos magnéticos y químicos de la corriente eléctrica.
- Efecto de calentamiento: Posiblemente lo más obvio es que se genera calor. Si la corriente es pequeña, es probable que la cantidad de calor generado sea muy pequeña y no se note. Sin embargo, si la corriente es mayor, es posible que se genere una cantidad notable de calor. Un fuego eléctrico es un buen ejemplo de cómo una corriente genera calor. La cantidad real de calor no sólo depende de la corriente, sino también de la tensión y la resistencia del conductor.
- Efecto químico: Cuando una corriente eléctrica atraviesa una solución, ésta se ioniza y se descompone en iones. Esto se debe a que se produce una reacción química cuando una corriente eléctrica pasa a través de la solución. Dependiendo de la naturaleza de la solución y de los electrodos utilizados, se pueden observar los siguientes efectos en la solución:
- cambio de color de la solución.
- depósitos metálicos en los electrodos.
- desprendimiento de gas o producción de burbujas en la solución.
- Efecto magnético: La corriente eléctrica no es más que el movimiento de los electrones, y se sabe, cuando las cargas están estacionarias, crean un Campo Eléctrico, pero cuando las cargas están en movimiento, crean un Campo Magnético. Cuando se hace pasar corriente a través de un alambre y se coloca allí una lámina metálica con una aguja, la aguja se desviará debido a la presencia de un campo magnético producido por la corriente eléctrica. Una de las mayores aplicaciones del efecto magnético de la corriente eléctrica son los electroimanes, que se forman con la ayuda de la corriente que pasa.
El campo magnético generado por una corriente se aprovecha en numerosos ámbitos. Enrollando un alambre en una bobina, se puede aumentar el efecto y fabricar un electroimán. Los relés y muchos otros aparatos utilizan este efecto. Los altavoces también utilizan una corriente variable en una bobina para provocar vibraciones en un diafragma que permiten convertir las corrientes electrónicas en sonidos.
Preguntas frecuentes
La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica a través de un conductor, que suele medirse en amperios. Se produce cuando hay una diferencia de tensión a través de un conductor.
La unidad de corriente eléctrica es el amperio.
Si en un conductor pasa 1 Culombio de carga en 1 segundo de tiempo, entonces decimos que por ese conductor circula 1 Amperio de corriente.
La corriente eléctrica fluye cuando los electrones se mueven a través de un conductor, como un cable, impulsados por una diferencia de tensión aplicada a través de él. Este movimiento suele ser de un terminal negativo a uno positivo.
Hay dos tipos principales: la corriente continua (CC), en la que el flujo de electricidad es unidireccional, y la corriente alterna (CA), en la que la corriente invierte su sentido periódicamente.
La corriente eléctrica puede producir varios efectos, entre los que destacan el efecto calor, el efecto magnético y el efecto químico, cada uno de los cuales desempeña un papel crucial en diversas aplicaciones como la calefacción, los motores y las baterías.
La corriente eléctrica es esencial para alimentar los electrodomésticos, la iluminación, los sistemas de calefacción y, a mayor escala, acciona la maquinaria y los sistemas de transporte público.