Mapa mental: Corriente eléctrica

Explorar

Mapa mental: Corriente eléctrica · Formatom

Corriente eléctrica

Contenido del mapa

Corriente eléctrica — Movimiento ordenado y continuo de cargas eléctricas a través de un material.
- Idea central — Qué es la corriente y cómo visualizarla.
  - Definición — Es el desplazamiento ordenado de cargas eléctricas dentro de un material. Si el movimiento es continuo, circula corriente.
  - Analogía de la manguera — El agua son las cargas, la manguera el conductor, el caudal la intensidad y la bomba la pila. Abrir el grifo es cerrar el interruptor.
  - Carga eléctrica — Propiedad de la materia que produce atracción o repulsión. Se mide en culombios (C); un electrón tiene −1,6×10⁻¹⁹ C.
- Materiales del circuito — No todos los materiales dejan pasar la corriente por igual.
  - Conductor — Material por el que las cargas se mueven con facilidad. Ejemplos: cobre, aluminio, plata, agua con sales.
  - Semiconductor — Conductividad intermedia que depende de la temperatura o la luz. Ejemplos: silicio y germanio.
  - Aislante — Material por el que las cargas prácticamente no se mueven. Ejemplos: plástico, vidrio, goma, madera seca.
- Intensidad de corriente — Magnitud que mide cuánta carga atraviesa el conductor por segundo.
  - Fórmula I = ΔQ/Δt — Relaciona la carga que pasa (ΔQ, en culombios) con el tiempo (Δt, en segundos). Se representa con la letra I.
  - El amperio — Unidad de intensidad: 1 A = 1 C/s. Un amperio significa que un culombio cruza cada segundo la sección del cable.
  - Electrones por culombio — N = 1 C / 1,6×10⁻¹⁹ C ≈ 6,25×10¹⁸ electrones. Por eso la corriente parece continua: son muchísimas cargas a la vez.
  - Media e instantánea — La media se obtiene con I = ΔQ/Δt; la instantánea es el valor en un momento concreto: i = dq/dt.
  - Densidad de corriente — J = I/A, con A el área de la sección. Se mide en A/m² y compara cables finos y gruesos.
  - Velocidad de arrastre — I = n·q·A·v_d. Las cargas se desplazan a milímetros por segundo, pero el campo eléctrico se propaga casi a la velocidad de la luz.
- Sentido de la corriente — Hay que distinguir la convención histórica del movimiento real de los electrones.
  - Sentido convencional — Por convenio se dice que la corriente va del polo positivo al polo negativo del generador.
  - Movimiento real de los electrones — En los cables metálicos los electrones van del polo negativo al positivo, es decir, al contrario del sentido convencional.
- Diferencia de potencial — Es la causa que impulsa las cargas y hace que exista corriente.
  - Generador — Pila, batería o enchufe que crea la diferencia de potencial (tensión o voltaje) entre dos puntos del circuito.
  - Campo eléctrico — El voltaje origina un campo eléctrico dentro del conductor que empuja a las cargas. Sin él, el movimiento es desordenado y no hay corriente.
  - Ley de Ohm — U = R·I relaciona tensión, corriente y resistencia. La resistencia limita cuánta corriente puede circular por el material.
- Tipos y práctica — Clasificación de la corriente, resolución de problemas y errores típicos.
  - Corriente continua (CC) — Mantiene siempre el mismo sentido y valor casi constante. Ejemplos: pilas, baterías, paneles solares, móviles y linternas.
  - Corriente alterna (CA) — Cambia de sentido periódicamente y su valor varía. La red doméstica lo hace 50 o 60 veces por segundo (50 Hz o 60 Hz).
  - Ejemplo resuelto — I = 2 A durante 3 minutos: hallar la carga total y el número de electrones.
    - Paso 1: pasar a segundos — t = 3 min × 60 s/min = 180 s. La fórmula exige el tiempo en segundos.
    - Paso 2: calcular la carga — ΔQ = I·Δt = 2 A × 180 s = 360 C. Las unidades A × s dan culombios.
    - Paso 3: contar electrones — N = ΔQ / e = 360 C / 1,6×10⁻¹⁹ C = 2,25×10²¹ electrones.
  - Errores frecuentes — No convertir minutos a segundos, pensar que la corriente se gasta en el cable, confundir sentido convencional y real, o usar Q en otra unidad que no sea culombios.

La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas eléctricas dentro de un material conductor. En los metales, las cargas que se desplazan son los electrones, partículas de carga negativa que atraviesan el cable cuando existe una fuerza que los empuja. Si ese movimiento es continuo y ordenado, decimos que por el material circula corriente eléctrica; si las cargas se mueven en desorden, no hay corriente aunque existan cargas.

Una forma muy intuitiva de entenderla es imaginar una manguera llena de agua: el agua representa a las cargas, la manguera al conductor, el caudal a la intensidad de la corriente y la bomba de agua a la pila o batería. Abrir el grifo equivale a cerrar el interruptor del circuito, y cortar la manguera equivale a interrumpir el circuito. Esta analogía ayuda a visualizar conceptos como la intensidad, la continuidad del flujo y la necesidad de una fuente que impulse las cargas.

La magnitud que mide la corriente es la intensidad (I), definida como la carga que atraviesa una sección del conductor en cada unidad de tiempo: I = ΔQ/Δt. Su unidad en el Sistema Internacional es el amperio (A), y 1 A equivale a 1 C/s, es decir, un culombio de carga por segundo. Como cada electrón aporta solo 1,6×10⁻¹⁹ C, un culombio equivale aproximadamente a 6,25×10¹⁸ electrones, una cantidad enorme que explica por qué el flujo de cargas resulta apreciable.

Para que exista corriente se necesitan dos condiciones: cargas móviles (lo que exige un material conductor o semiconductor) y una diferencia de potencial que las empuje. El generador —pila, batería o red eléctrica— establece esa diferencia de potencial y crea un campo eléctrico dentro del conductor que ordena el movimiento de las cargas. La relación entre tensión, corriente y resistencia se resume en la ley de Ohm (U = R·I), que indica cuánta corriente puede circular por un material.

Conviene distinguir el sentido convencional de la corriente —del polo positivo al negativo, por acuerdo histórico— del movimiento real de los electrones en los cables metálicos, que va del polo negativo al positivo. Ambas descripciones dan el mismo valor de I; solo cambia la dirección que se dibuja en el esquema. Finalmente, la corriente se clasifica en continua (CC), cuando mantiene siempre el mismo sentido y valor, típica de pilas y baterías; y alterna (CA), cuando cambia de sentido periódicamente, como la corriente de los enchufes domésticos, que en muchos países lo hace 50 o 60 veces por segundo. Magnitudes adicionales como la corriente media e instantánea, la densidad de corriente (J = I/A) y la velocidad de arrastre (I = n·q·A·v_d) permiten describir con más detalle cómo circulan las cargas por un conductor.