La corriente eléctrica es el movimiento dirigido de cargas eléctricas. La magnitud de la corriente está determinada por la cantidad de electricidad que pasa a través de la sección transversal del conductor por unidad de tiempo.
Todavía no podemos caracterizar completamente la corriente eléctrica por la cantidad de electricidad que pasa a través del conductor. De hecho, una cantidad de electricidad igual a un culombio puede pasar a través de un conductor en una hora, y la misma cantidad de electricidad puede pasar a través de él en un segundo.
Intensidad corriente eléctrica en el segundo caso será significativamente mayor que en el primero, ya que pasa la misma cantidad de electricidad en un período de tiempo mucho más corto. Para caracterizar la intensidad de una corriente eléctrica, se suele hacer referencia a la cantidad de electricidad que pasa a través de un conductor por unidad de tiempo (segundo). La cantidad de electricidad que pasa a través de un conductor en un segundo se llama intensidad de corriente. La unidad de corriente en el sistema es el amperio (A).
La intensidad de la corriente es la cantidad de electricidad que pasa a través de la sección transversal de un conductor en un segundo.
La fuerza actual se indica con la letra inglesa I.
El amperio es una unidad de corriente eléctrica (una de ), denotada por A. 1 A es igual a la intensidad de una corriente constante que, al pasar a través de dos conductores rectos paralelos de longitud infinita y un área de sección transversal circular insignificante, ubicada a una distancia de 1 m entre sí en el vacío, provocarían una fuerza de interacción igual a 2 · 10 –7 N por metro de longitud sobre una sección de un conductor de 1 m de longitud.
La intensidad de la corriente en un conductor es igual a un amperio si un culombio de electricidad pasa por su sección transversal cada segundo.
El amperio es la intensidad de la corriente eléctrica a la que una cantidad de electricidad igual a un culombio pasa a través de la sección transversal del conductor cada segundo: 1 amperio = 1 culombio/1 segundo.
A menudo se utilizan unidades auxiliares: 1 miliamperio (mA) = 1/1000 amperio = 10 -3 amperio, 1 microamperio (mA) = 1/1000000 amperio = 10 -6 amperio.
Si se conoce la cantidad de electricidad que pasa a través de la sección transversal del conductor durante un cierto período de tiempo, entonces la intensidad de la corriente se puede encontrar usando la fórmula: I=q/t
Si una corriente eléctrica pasa en un circuito cerrado sin ramas, entonces pasa la misma cantidad de electricidad por segundo a través de cualquier sección transversal (en cualquier parte del circuito), independientemente del grosor de los conductores. Esto se explica por el hecho de que las cargas no pueden acumularse en ninguna parte del conductor. Por eso, fuerza actual en cualquier lugar circuito eléctrico es el mismo.
En circuitos eléctricos complejos con varias ramas, esta regla (corriente constante en todos los puntos de un circuito cerrado) sigue siendo válida, por supuesto, pero se aplica solo a secciones individuales del circuito general, que pueden considerarse simples.
Medición actual
Para medir la corriente se utiliza un dispositivo llamado amperímetro. Para medir corrientes muy pequeñas se utilizan miliamperímetros y microamperímetros o galvanómetros. En la Fig. 1. muestra una imagen gráfica convencional de un amperímetro y un miliamperímetro en diagramas electricos.
Arroz. 1. Leyenda amperímetro y miliamperímetro
Arroz. 2. Amperímetro
Para medir la corriente, es necesario conectar un amperímetro al circuito abierto (ver Fig. 3). La corriente medida pasa desde la fuente a través del amperímetro y el receptor. La aguja del amperímetro muestra la corriente en el circuito. Dónde exactamente encender el amperímetro, es decir, antes del consumidor (contando en la dirección de la corriente) o después de él, es completamente indiferente, ya que la corriente en un circuito cerrado simple (sin ramas) será la misma en todos los puntos de el circuito.
Arroz. 3. Enciende el amperímetro.
A veces se cree erróneamente que un amperímetro conectado antes del consumidor mostrará una intensidad de corriente mayor que uno conectado después del consumidor. En este caso, se considera que “parte de la corriente” se gasta en el consumidor para activarlo. Esto es, por supuesto, falso, y he aquí por qué.
La corriente eléctrica en un conductor metálico es un proceso electromagnético acompañado del movimiento ordenado de electrones a lo largo del conductor. Sin embargo, la energía no se transfiere mediante electrones, sino mediante el campo electromagnético que rodea al conductor.
Exactamente la misma cantidad de electrones pasa a través de cualquier sección transversal de conductores en un circuito eléctrico simple. Cualquiera que sea el número de electrones que provengan de un polo de la fuente de energía eléctrica, el mismo número de ellos pasará por el consumidor y, por supuesto, irá al otro polo de la fuente, porque los electrones, como partículas materiales, no se pueden consumir durante su movimiento.
Arroz. 4. Medición de corriente con un multímetro
En tecnología existen corrientes muy altas (miles de amperios) y muy pequeñas (millonésimas de amperio). Por ejemplo, la intensidad actual de una estufa eléctrica es de aproximadamente 4 a 5 amperios, lámparas incandescentes, de 0,3 a 4 amperios (y más). La corriente que pasa a través de las fotocélulas es de sólo unos pocos microamperios. En los cables principales de las subestaciones que suministran electricidad a la red de tranvías, la corriente alcanza los miles de amperios.
La corriente es el movimiento de partículas cargadas en una dirección. Puede encontrar la fuerza actual en la práctica utilizando instrumentos de medición especiales, o puede calcularla utilizando fórmulas ya preparadas, si tiene los datos iniciales.
La cantidad física que muestra la carga que pasa por un conductor en una determinada unidad de tiempo se llama intensidad de corriente. La fórmula básica según la cual se puede calcular esta fuerza es: I = q/t. Es decir, la relación entre la carga que pasa a través de la sección transversal y el intervalo de tiempo durante el cual fluyó la electricidad es igual al valor deseado I.Explicación de símbolos:
- I - designación de la potencia eléctrica, medida en amperios (A) o 1 culombio/segundo;
- q es la carga que se mueve a lo largo del conductor, unidad de medida culombios (C);
- t es el intervalo de paso de carga, medido en segundos (s).
- E - fuerza electromotriz, EMF, voltios;
- R: resistencia externa, ohmios;
- r — resistencia interna, ohmios.
Las leyes de Ohm son aplicables para calcular la corriente continua, pero si se desea conocer la magnitud de la potencia de la electricidad alterna, entonces los valores obtenidos deben dividirse por la raíz de dos.
Las principales formas de determinar la intensidad actual utilizando sistemas de instrumentos en la práctica:- Método de medición magnetoeléctrica, cuya ventaja es la sensibilidad y precisión de las lecturas, así como el bajo consumo de energía. Este método sólo se puede utilizar para determinar la magnitud de la corriente continua.
- Electromagnético es la determinación de la fuerza de las corrientes alternas y continuas mediante el método de transformación de campo electromagnetico en la señal del sensor modular magnético.
- Indirectamente, utilizando un voltímetro, se encuentra el voltaje a una determinada resistencia.
Determinar la corriente consumida no es tan necesario como medir la resistencia o el voltaje, pero sin encontrar el valor físico de la corriente, es imposible calcular el consumo de energía.
Definición
Descarga eléctrica llamado movimiento ordenado de portadores de carga. En los metales, se trata de electrones, partículas cargadas negativamente con una carga igual a la carga elemental. Se considera que la dirección de la corriente es la dirección del movimiento de las partículas cargadas positivamente.
La intensidad de la corriente (corriente) a través de alguna superficie S se llama escalar. cantidad física, que se denota por I, igual a:
donde q es la carga que pasa por la superficie S, t es el tiempo de viaje de la carga. La expresión (1) determina la magnitud de la corriente en el tiempo t (valor instantáneo de la corriente).
Algunos tipos de corriente
La corriente se llama constante si su fuerza y dirección no cambian con el tiempo, entonces:
La fórmula (2) muestra que la corriente continua es igual a la carga que pasa por la superficie S por unidad de tiempo.
Si la corriente es alterna, entonces se distinguen la intensidad de la corriente instantánea (1), la intensidad de la corriente de amplitud y la intensidad de la corriente efectiva. El valor efectivo de la corriente alterna (I eff) es la fuerza de la corriente continua que realizará un trabajo igual al trabajo de la corriente alterna durante un período (T):
Si la corriente alterna se puede representar como sinusoidal:
entonces I m es la amplitud de la corriente (es la frecuencia de la corriente alterna).
Densidad actual
La distribución de la corriente eléctrica a lo largo de la sección transversal de un conductor se caracteriza mediante el vector de densidad de corriente (). Donde:
donde es el ángulo entre los vectores y ( es la normal al elemento de superficie dS), j n es la proyección del vector de densidad de corriente en la dirección de la normal ().
La intensidad de la corriente en el conductor se determina mediante la fórmula:
donde la integración en la expresión (6) se realiza en toda la sección transversal del conductor S
Para corriente continua tenemos:
Si consideramos dos conductores con secciones transversales S 1 y S 2 y corrientes continuas, entonces se cumple la relación:
Intensidad actual en las conexiones de conductores.
Cuando los conductores se conectan en serie, la corriente en cada uno de ellos es la misma:
Al conectar conductores en paralelo, la intensidad de la corriente (I) se calcula como la suma de las corrientes en cada conductor (I i):
Ley de Ohm
La intensidad de la corriente está incluida en una de las leyes básicas de la corriente continua: la ley de Ohm (para una sección de un circuito):
donde - es la diferencia de potencial en los extremos de la sección considerada, es la fem de la fuente que está incluida en la sección del circuito, R es la resistencia de la sección del circuito.
La corriente eléctrica es precisamente la fuerza que fluye en todo aparato eléctrico, haciendo que funcione. Pero no es razonable reducir todo a un simple flujo de corriente eléctrica a través de circuitos eléctricos; debe haber alguna medida, un cierto valor de esta intensidad de corriente. Después de todo, si en un circuito eléctrico fluye demasiada corriente a través de conductores que no están diseñados para ello, este circuito simplemente se quemará. De las lecciones escolares recordamos que existen las llamadas fórmulas que nos permiten calcular cantidades desconocidas específicas teniendo otras conocidas.
Aquí está la fórmula actual más básica y más utilizada, mediante la cual se calcula esta fuerza actual. Contiene sólo tres cantidades eléctricas (básicas cantidades eléctricas) - corriente, voltaje y resistencia.
Por lo tanto, la intensidad actual en los diagramas generalmente se indica con la letra mayúscula en inglés "I". La unidad de corriente es "amperio". La fórmula actual es la siguiente: la corriente eléctrica es igual a la relación entre el voltaje (diferencia de potencial) y la resistencia. Es decir, para encontrar la corriente, simplemente necesitamos dividir el voltaje por la resistencia. La unidad de medida del voltaje eléctrico es “voltio” y la resistencia es “ohmio”. En consecuencia, dividimos los voltios conocidos entre los ohmios conocidos y obtenemos amperios previamente desconocidos.
Esta misma fórmula también se llama ley de Ohm. Es útil descubrir entre dos cantidades conocidas la tercera, que se desconoce. Para encontrar el voltaje, debes multiplicar la corriente por la resistencia y, para encontrar la resistencia, deberás dividir el voltaje por la corriente. Todo es bastante sencillo. Esta fórmula actual es adecuada tanto para corriente continua como para corriente alterna, pero con resistencia activa. Es decir, se puede utilizar para calcular aquellos circuitos eléctricos (secciones de circuitos en circuitos) que contienen resistencia en forma de calentadores, resistencias y bombillas comunes (que no tienen componentes inductivos ni capacitivos). Todas las bobinas tienen inductancia y todos los condensadores tienen capacitancia (ya tienen reactancia y se calculan mediante una fórmula diferente).
Si hablamos de la fórmula actual, que está más cerca del campo científico, se verá un poco diferente. La corriente eléctrica se expresa inicialmente como la relación entre el número de cargas eléctricas y el tiempo que pasan a través de un conductor.
La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas eléctricas (en los sólidos son electrones y en los cuerpos líquidos y gaseosos son iones). Entonces la corriente es el movimiento directo de estas cargas y, naturalmente, está determinada por su cantidad y tiempo de flujo. Cargas eléctricas se miden en “culombios” y el tiempo se mide en “segundos”. Por lo tanto, para conocer la intensidad de la corriente eléctrica, es necesario dividir el número de cargas por el tiempo que pasan. Es decir, dividimos culombios por segundos y obtenemos amperios.
Repito que en la práctica, al medir y calcular la intensidad de la corriente, se utiliza la fórmula de la ley de Ohm, ya que es necesario utilizar voltaje y resistencia en los cálculos. Son los que se encontrarán por todas partes en los circuitos eléctricos de tal o cual equipo eléctrico. ¡No verá ningún coulomb (número de cargas) cuando trabaje como electricista!
Bueno, ya que mencioné el tema de la reactancia anteriormente, probablemente daré una fórmula para encontrar la intensidad de la corriente específicamente para circuitos que contienen reactancia inductiva y capacitiva.
Con esta fórmula, puede encontrar la intensidad de la corriente que fluirá en un circuito eléctrico con un voltaje alterno sinusoidal y que contiene reactancia en forma de bobina (inductancia) o capacitor (capacitancia). Creo que has notado que en la fórmula anterior solo ha cambiado el tipo de resistencia. La base misma es la misma fórmula de la ley de Ohm que se dio al principio. Lo que pasa es que aquí para encontrar la reactancia inductiva y capacitiva ya se utilizan cantidades como frecuencia, capacitancia e inductancia, así como "PI", que es igual a 3,14.
