Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es el flujo neto de carga a través de la sección de un conductor por unidad del tiempo. Es decir, es el movimiento de partículas cargadas, positiva o negativamente, a través de un material por un tiempo determinado, por ejemplo, un segundo.

La fuente de la carga eléctrica radica en la estructura atómica. Los electrones que rodean el núcleo del átomo no están fijos, pueden removerse o adicionarse creando iones:

  • anión: cargado negativamente.
  • catión: cargado positivamente.

Un objeto cargado tiene un desequilibrio en el número de protones y electrones. La carga de un electrón es la unidad básica de la carga, y se define con el valor e. La unidad SI para la carga es el coulomb, que se abrevia C.

El flujo de carga consiste en el movimiento de electrones o iones a través de un material conductor. En conductores sólidos, los electrones son los portadores de la carga. En líquidos que conducen electricidad (llamados electrolitos), los iones positivos y negativos disociados en solución son los portadores de la carga.

Cómo se produce la corriente eléctrica

En un conductor metálico, los electrones de conducción, que son los electrones de valencia, tienen un movimiento desordenado sin dirección específica.

Cuando se aplica un campo eléctrico en una dirección, aparecen fuerzas eléctricas sobre los electrones, estos se moverán preferencialmente en dirección de esas fuerzas (estos es, la dirección del campo), generando una corriente eléctrica. Por eso, para que haya una corriente eléctrica es necesario un dispositivo que cree el campo eléctrico en el conductor. Es el caso de los generadores de tensión eléctrica, por ejemplo, las pilas y las baterías.

La corriente eléctrica puede compararse al flujo de agua en una manguera. La diferencia en la presión de agua en una manguera causa que el agua fluya de alta presión a baja presión; una diferencia de potencial eléctrico causa que las cargas fluyan en un cable o conductor desde un potencial alto a un potencial bajo.

Cómo funcionan los generadores de corriente eléctrica

En un generador hay un exceso de caga negativa en una extremidad (el polo negativo) y déficit de carga negativa en la otra (polo positivo). Cuando se conecta un conductor metálico a los terminales del generador, entran en acción fuerzas eléctricas sobre los electrones que los obligan a moverse para el polo positivo.

Medida de la corriente eléctrica

La corriente eléctrica se mide en amperios, abreviado A, en reconocimiento a André-Marie Ampère (1775-1836), descubridor de varios conceptos claves en la electricidad en el siglo XIX.

Un amperio es igual al flujo de 1 coulomb por segundo (1 C/s). Por la definición de un coulomb, esto significa que 1 A es igual al flujo de carga equivalente a 6,25 x 1018 electrones por segundo.

La expresión matemática de la corriente viene dada como:

I= Q/ t

donde I es la intensidad de la corriente en amperios, Q es la cantidad neta de carga en coulomb y ∆t es la medida del tiempo en que pasa esa carga, en segundos.

El instrumento usado para medir la corriente eléctrica es el amperímetro.

Tipos de corriente eléctrica

La corriente puede ser clasificada como corriente directa o corriente alterna de acuerdo al sentido de movimiento de las cargas.

Corriente directa

La corriente directa es aquella que fluye en una dirección. Se caracteriza por:

  • el valor de la corriente se mantienen constante a lo largo del tiempo.
  • el movimiento de los electrones tiene siempre el mismo sentido.
  • se denota por las siglas DC (del inglés direct current).

Se usa corriente directa en equipos con dispositivos electrónicos, como las computadoras u ordenadores, las tabletas y los teléfonos celulares. También en transportes eléctricos.

Las baterías, fuentes de poder y plantas eléctricas son varias formas por las cuales se mantiene la diferencia de potencial eléctrico para el suministro de corriente continua.

Corriente alterna

En la corriente alterna, el flujo de carga cambia continuamente de dirección.Se caracteriza por:

  • el valor de la corriente varía periódicamente a lo largo del tiempo.
  • El movimiento de los electrones cambia de sentido.
  • Se simboliza por las siglas AC (del inglés alternating current).

En la red que hace llegar electricidad a nuestros hogares la corriente circula de forma alterna. La frecuencia de la corriente alterna en México y gran parte del continente americano es de 60 Hz, esto significa que los electrones completan 60 oscilaciones completas en un segundo. En España, Chile y Uruguay la frecuencia es de 50 Hz.

Características de la corriente eléctrica

  • La corriente eléctrica depende del potencial eléctrico y de la resistencia en el conductor. La resistencia eléctrica es el resultado de la interacción de los electrones en movimiento entre sí y con los átomos/iones del conductor.
  • El sentido real de la corriente eléctrica es la dirección del movimiento de los electrones, desde el polo negativo al polo positivo.
  • El sentido convencional de la corriente es desde el polo positivo al polo negativo del generador a través del circuito.

Ley de Ohm y corriente eléctrica

Georg Simon Ohm (1787-1854) descubrió al principio del siglo XIX que la corriente a través de un metal es directamente proporcional al voltaje o diferencia de potencial eléctrico en el conductor. La ley de Ohm expresada en forma de ecuación es:

negrita I negrita igual fracción negrita V entre negrita R

donde I es la corriente en amperios, V es el potencial eléctrico en voltios, y R es la resistencia en ohms.

Ejemplos de corriente eléctrica

Aunque estamos acostumbrados a pensar en corriente eléctrica cuando encendemos las luces o conectamos un aparato eléctrico, existen corrientes eléctricas en otras situaciones.

Corriente eléctrica en metales

panel electrico
En el panel eléctrico se realiza la distribución de la corriente eléctrica en las edificaciones.

El cobre es el metal de uso preferencial en las conexiones eléctricas de nuestras edificaciones. Es un metal maleable, económico y eficiente.

Rayos

rayos corriente electrica
Un rayo es una corriente eléctrica en la atmósfera terrestre.

Benjamín Franklin (1706-1790), con su famoso experimento de la cometa (volantín en Chile y barrilete en Argentina), demostró que los rayos que vemos en el cielo durante las tormentas eléctricas son el resultado de corrientes eléctricas.

Impulso nervioso

Las neuronas, células nerviosas encargadas de transmitir el impulso nervioso, se valen de la corriente eléctrica a través de la membrana del axón. En este caso, las cargas vienen dadas por el movimiento de los iones sodio y potasio de un lado al otro de la membrana.

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A través de la membrana del axón de la neurona se produce corriente eléctrica para la transmisión del impulso nervioso.

Anguila eléctrica

anguila eléctrica
La angulia eléctrica Electrophorus electricus sólo se encuentra en los rios Amazonas y Orinoco.

La anguila eléctrica Electrophorus electricus posee en su abdomen unos órganos especializados para producir electricidad. Las células (llamadas electrocitos) actúan como baterías diminutas, que cuando actúan, pueden generar una corriente de 1 A, suficiente para atontar una presa o disuadir alguna amenaza.

Vea también Tipos de energía.