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En esta nueva serie que hoy comenzamos sobre el estudio de las cargas del movimiento, es decir electricidad, hay varios conceptos que debemos conocer uno de ellos es la intensidad de corriente eléctrica.
Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva.
Para conocer la intensidad de corriente imaginemos que nos encontremos observando una competencia atlética, por ejemplo, un maratón. Resulta que podríamos determinar la intensidad de la corriente atlética si contamos el número de atletas que pasan por la línea visual durante un intervalo de tiempo específico. Ahora bien, si realizamos una sencilla comparación entre la competencia y un conductor eléctrico, en donde los atletas son los electrones libres, entonces podríamos a llegar a una definición clara y precisa de la intensidad de corriente.
La intensidad de la corriente eléctrica (i) es la cantidad de carga neta (q) que circula por una sección transversal de un conductor en un intervalo de tiempo (t).
Matemáticamente, podemos escribir la intensidad de corriente eléctrica como:
Donde, i es la intensidad de corriente, q es la carga neta que circula mediante el conductor y t es el intervalo de tiempo. La unidad de la intensidad de corriente es el ampere o amperio, que se simboliza como A. Un amperio corresponde al paso de la carga de un culombio a través de la sección transversal de un conductor durante un segundo. Para muchos casos el amperio resulta ser una unidad muy grande, por lo cual es habitual usar el microamperio (μA).
Ahora bien, realicemos un ejemplo práctico sobre intensidad de corriente. ¿Cuál será la cantidad de electrones que atraviesan la sección transversal de un conductor en un minuto, si la intensidad de corriente es de 4 A?
Antes de resolver este problema es necesario extraer los datos del planteamiento.
Para calcular la cantidad de electrones es necesario determinar la carga que circula por la sección transversal, por lo tanto tenemos que:
Despejamos q y nos queda
Sustituimos los valores dentro de la ecuación y resolvemos.
Como la carga de un electrón es de
Entonces tenemos que la cantidad de electrones existentes en una carga de 240 C es igual a:
En este sentido, es oportuno resaltar que para mantener constante una corriente eléctrica, es necesaria una bomba eléctrica que mantenga la diferencia de potencial, así como una bomba de agua mantiene la diferencia de nivel para que el agua fluya. Todo dispositivo que genera una diferencia de potencial se conoce como fuente de voltaje.
Antiguamente, la corriente era producida por medio de las máquinas electrostáticas. Posteriormente, se generaba por almacenamiento, como en el caso de la botella de Leyden. Pero sólo hasta el siglo XIX Alessandro Volta inventó la batería eléctrica, que permitía suministrar, por primera vez, corriente eléctrica sin interrupción. La pila voltaica estaba compuesta por pequeños discos de plata, cinc y cartón impregnado de una solución salina, intercalados en orden.
Fuente: Santillana (2008)
Otro aspecto importante de mencionar sobre la corriente, es el Sentido de la Corriente. Cuando los dos terminales de una pila se conectan directamente a un conductor, como un alambre, la corriente eléctrica supone el movimiento de los electrones desde los puntos de menor potencial hasta los de mayor potencial. En el caso de una pila, los llamamos polos negativos (-) y positivo (+) representan puntos de menor y mayor potencial, respectivamente; por lo cual el sentido del movimiento de los electrones en el conductor se encuentra dado desde el polo negativo hacia el polo positivo.
Durante muchos años, se planteó la idea de que las cargas eléctricas que se movían en los conductores eran las de tipo positivo (+) y, en consecuencia, el sentido de la corriente seria el correspondiente al de las cargas positivas. Este convenio se ha mantenido y por tanto el sentido convencional de la corriente eléctrica es desde los puntos de mayor potencial a los puntos de menor potencial, como lo podemos visualizar en la imagen que tenemos a continuación.
Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y deseo ver en los comentarios sus opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico.
Referencias
Figuera, J. (2009). Física, Texto y problemario. Caracas: Ediciones CO-BO.
Sánchez, E. (2005). Física. Caracas: Ediciones CO-BO.
Zemansky, S. (2009). Física Universitaria Volumen II. México: Pearson Educación.