Intensidad actual

Artículo principal: Electricidad .

La intensidad de la corriente es una cantidad física escalar que mide la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor dentro de una unidad de tiempo ^[1] . En ingeniería eléctrica, los portadores de carga de los que nos ocupamos son casi siempre electrones de carga elemental homogénea, por lo que la intensidad de una corriente eléctrica a veces se define simplemente como la cantidad de electrones que atraviesan una determinada sección de conductor en un período determinado. de tiempo. La intensidad de la corriente suele indicarse en las fórmulas con la letra $LOS$ ${\ Displaystyle I}$ $LOS$ capital. Su unidad de medida en el SI (Sistema Internacional de Unidades) es el amperio , denotado por $PARA$ ${\ Displaystyle A}$ $PARA$ . Una corriente de 1 amperio cambia de intensidad $6,24150948{\times }10^{18}$ ${\ displaystyle 6.24150948 {\ times} 10 ^ {18}}$ ${\ displaystyle 6.24150948 {\ times} 10 ^ {18}}$ portadores de carga elemental en un segundo entre dos extremos de un circuito .

Definición

Para una corriente eléctrica constante, la intensidad de la corriente es igual a la cantidad de carga eléctrica $\Delta Q$ ${\ Displaystyle \ Delta Q}$ ${\ Displaystyle \ Delta Q}$ (medido en culombios ) que pasa por la sección de un conductor, en el intervalo de tiempo necesario para el tránsito, indicado por $\Delta t$ ${\ Displaystyle \ Delta t}$ $\ Delta t$ y medido en segundos : ^[2]

$I={\Delta Q \over \Delta t}$ ${\ Displaystyle I = {\ Delta Q \ over \ Delta t}}$ ${\ Displaystyle I = {\ Delta Q \ over \ Delta t}}$

En general, la intensidad de la corriente eléctrica se define como:

$I(t)=\lim _{\Delta t\to 0}{\frac {\Delta Q(t)}{\Delta t}}={\frac {\mathrm {d} Q}{\mathrm {d} t}}={\dot {Q}}$ ${\ Displaystyle I (t) = \ lim _ {\ Delta t \ to 0} {\ frac {\ Delta Q (t)} {\ Delta t}} = {\ frac {\ mathrm {d} Q} {\ mathrm {d} t}} = {\ dot {Q}}}$ ${\ Displaystyle I (t) = \ lim _ {\ Delta t \ to 0} {\ frac {\ Delta Q (t)} {\ Delta t}} = {\ frac {\ mathrm {d} Q} {\ mathrm {d} t}} = {\ dot {Q}}}$ .

Es posible relacionar la intensidad de la corriente eléctrica con la velocidad de deriva de las cargas consideradas. Considere una superficie infinitesimal $D PARA,$ ${\ Displaystyle dA,}$ ${\ Displaystyle dA,}$ cuyo vector unitario normal $\mathbf {\hat {n}}$ ${\ Displaystyle \ mathbf {\ hat {n}}}$ $\ mathbf {\ hat {n}}$ formar una esquina $\theta$ ${\ Displaystyle \ theta}$ ${\ Displaystyle \ theta}$ con el campo electrico $\mathbf {E}$ ${\ Displaystyle \ mathbf {E}}$ $\ mathbf E$ , y por lo tanto que forma el mismo ángulo con la velocidad de deriva de las cargas ${\vec {v}}_{d}\$ ${\ Displaystyle {\ vec {v}} _ {d} \}$ ${\ Displaystyle {\ vec {v}} _ {d} \}$ . Durante un período de tiempo $D t$ ${\ displaystyle dt}$ $dt$ el espacio total cubierto por los cargos viene dado por ${\vec {v}}_{d}dt$ ${\ Displaystyle {\ vec {v}} _ {d} dt}$ ${\ Displaystyle {\ vec {v}} _ {d} dt}$ ; la intensidad de la corriente que pasa $D PARA$ ${\ displaystyle dA}$ $de$ es: ^[2]

$dQ=ne{\vec {v}}_{d}dA\cos {\theta }dt$ ${\ Displaystyle dQ = ne {\ vec {v}} _ {d} dA \ cos {\ theta} dt}$ ${\ Displaystyle dQ = ne {\ vec {v}} _ {d} dA \ cos {\ theta} dt}$ ,

Dónde está:

$norte$ ${\ Displaystyle n}$ $norte$ es el número de cargas eléctricas
$Y$ ${\ Displaystyle e}$ $Y$ es la carga elemental

Dividendo por $D t$ ${\ displaystyle dt}$ $dt$ se obtiene la intensidad de corriente infinitesimal $di=ne{\vec {v}}_{d}\ dA\cos {\theta }$ ${\ Displaystyle di = ne {\ vec {v}} _ {d} \ dA \ cos {\ theta}}$ ${\ Displaystyle di = ne {\ vec {v}} _ {d} \ dA \ cos {\ theta}}$ . Definió el vector de densidad de la corriente eléctrica como ${\vec {j}}\ =ne{\vec {v}}_{d}\$ ${\ Displaystyle {\ vec {j}} \ = ne {\ vec {v}} _ {d} \}$ ${\ Displaystyle {\ vec {j}} \ = ne {\ vec {v}} _ {d} \}$ , se reescribe a sí mismo $di=\mathbf {j} \cdot \mathbf {\hat {n}} dA$ ${\ Displaystyle di = \ mathbf {j} \ cdot \ mathbf {\ hat {n}} dA}$ ${\ Displaystyle di = \ mathbf {j} \ cdot \ mathbf {\ hat {n}} dA}$ ; ahora la corriente electrica $LOS$ ${\ Displaystyle I}$ $LOS$ se puede calcular integrando sobre toda la superficie $para$ ${\ Displaystyle a}$ $para$ obteniendo así:

I=\int _{A}\mathbf {J} \cdot \mathbf {\hat {n}} {\mbox{d}}A=\Phi _{A}(\mathbf {j} )

{\ Displaystyle I = \ int _ {A} \ mathbf {J} \ cdot \ mathbf {\ hat {n}} {\ mbox {d}} A = \ Phi _ {A} (\ mathbf {j})}

{\ Displaystyle I = \ int _ {A} \ mathbf {J} \ cdot \ mathbf {\ hat {n}} {\ mbox {d}} A = \ Phi _ {A} (\ mathbf {j})}

,

que es también el flujo a través de la superficie $PARA$ ${\ Displaystyle A}$ $PARA$ densidad actual $\mathbf {J}$ ${\ Displaystyle \ mathbf {J}}$ $\ mathbf J$ medido en amperios por metro cuadrado , y donde $\mathbf {\hat {n}}$ ${\ Displaystyle \ mathbf {\ hat {n}}}$ $\ mathbf {\ hat {n}}$ es el vector unitario normal a la superficie $PARA$ ${\ Displaystyle A}$ $PARA$ , el producto $\mathbf {\hat {n}} {\mbox{d}}A$ ${\ Displaystyle \ mathbf {\ hat {n}} {\ mbox {d}} A}$ ${\ Displaystyle \ mathbf {\ hat {n}} {\ mbox {d}} A}$ es el vector de área y el punto denota el producto escalar.

Nota

^ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, La evolución de la física (Volumen 3) , Paravia, 2006, ISBN 88-395-1611-5 . pág.90
↑ ^a ^b Mazzoldi, Nigro and Voices , p. 164 .

Bibliografía

Paolo Mazzoldi, Massimo Nigro, Cesare Voci, Física (Volumen II) , Nápoles , EdiSES Editore, 2001, ISBN 88-7959-152-5 .
Gian Paolo Parodi, Marco Ostili y Guglielmo Mochi Onori, La evolución de la física, vol. 3 , Turín , Paravia , 2006, ISBN 978-88-39-51610-7 .
( EN ) Edward M. Purcell y David J. Morin, Corrientes eléctricas , en Electricidad y magnetismo , 3a ed., Cambridge , Cambridge University Press , 2013, págs. 177-181, ISBN 978-1-107-01402-2 .

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