Corriente Y Densidad De Corriente 2kz2v

CORRIENTE Y DENSIDAD DE CORRIENTE  EFRAIN

GAMEZ ESPINOZA

 HECTOR

JESUS

FIMBRES

CAMPOS

 LUIS

MANUEL DURAZO BARBA

CORRIENTE ELECTRICA 





La corriente eléctrica se refiere al movimiento de cargas o electrones en un circuito eléctrico cerrado. Para que se produzca una corriente eléctrica siempre es necesario aplicar una fuerza que produzca un movimiento a las cargas. Las cargas siempre se moverán perpendicularmente a una superficie de área A.

Una corriente eléctrica(I) se define como la relación de transferencia de carga eléctrica (Q) por unidad de tiempo (t).

AMPERE 

La unidad practica de corriente es el Ampere y este equivale a un Coulomb por segundo.

Para determinar la corriente promedio (en amperes) que circula en un determinado periodo de tiempo, se divide la carga total(en coulombs) por el intervalo de tiempo(en segundos)

Para determinar la carga total (en coulombs) transferida por una corriente uniforme (en amperes) en un periodo de tiempo (en segundos) dado, se multiplican los amperes de corriente por los segundos de tiempo:

Cuando la carga no es uniforme durante un tiempo determinado (cuando es una carga variable), la formula de corriente Q/t nos va a dar como resultado el valor medio de corriente en un tiempo establecido. Para encontrar el valor de una variable (i) en cualquier instante se usa la formula diferencial:

Entonces la carga total para una corriente variable es igual a:

CORRIENTE CONTINUA La corriente continua (CC o DC) se genera a partir de un flujo continuo de electrones (cargas negativas) siempre en el mismo sentido, el cual es desde el polo negativo de la fuente al polo positivo.

CORRIENTE ALTERNA En la corriente alterna (CA o AC), los electrones no se desplazan de un polo a otro, sino que a partir de su posición fija en el cable (centro), oscilan de un lado al otro de su centro, dentro de un mismo entorno o amplitud, a una frecuencia determinada (número de oscilaciones por segundo). En la gráfica V-t, la corriente alterna se representa como una curva u onda, que puede ser de diferentes formas (cuadrada, sinusoidal, triangular..) pero siempre caracterizada por su amplitud (tensión de cresta positiva a cresta negativa de onda), frecuencia (número de oscilaciones de la onda en un segundo) y período (tiempo que tarda en dar una oscilación).

Problema 1 

Una carga de 3600 Coulombs pasa por un punto en un circuito eléctrico durante media hora. ¿Cuál es el promedio de circulación de corriente? solución:

=

= 900 seg =

Problema 2 

A través de un circuito eléctrico se observa que circula una corriente uniforme de 50mA (mili amperes). ¿Qué carga se transfiere durante un intervalo de 10 minutos?

Problema 3 

Para obtener un plateado de espesor deseado, por la cuba electrolítica deba pasar una carga de 72,000 Coulombs, utilizando una corriente constante de 8 Amps. ¿Qué tiempo es necesario?

Problema 4 

La cantidad de carga que pasa a través del filamento de cierto foco en 2 segundos es 1.67 Coulombs. Determine a) la corriente promedio del foco b) el numero de electrones que pasan a través del filamentos en 5 segundos



a)



b)

DENSIDAD DE CORRIENTE 

Densidad de corriente. Se define: como la razón que hay de dividir la intensidad de corriente entre el área A. de la sección transversal del conductor. Se representa con la ecuación:



La unidad para dimensionar la densidad de corriente es el Amper sobre metro cuadrado; es decir . La densidad de corriente es una cantidad escalar.

VELOCIDAD DE ARRASTRE 

Cuando se aplica un campo eléctrico a un conductor, los electrones son acelerados por el campo, aunque esta energía cinética es inmediatamente disipada por los choques con los iones de la red.. El resultado neto de esta aceleración y disipación es una velocidad de equilibrio muy baja denominada velocidad de arrastre.

La velocidad de arrastre es directamente proporcional a la densidad de corriente e inversamente proporcional a la densidad electrónica. Se puede calcular como:  Donde J es la densidad de corriente, n la densidad electrónica y e la carga del electrón. 

PROBLEMA 1 

Determinar la densidad de corriente de un conductor cuyo diámetro de sección transversal es de 4mm, si soporta que a través de el pase una carga de 4C en 4s. Datos: D= 0.004m r= 0.002m Q= 70C t=4s

Formula: I=Q/t

Se determina corriente:

primero

la

intensidad

de

Se calcula ahora el área de la sección transversal del conductor:

Finalmente se determina el valor de la densidad de corriente:

PROBLEMA 2 

Densidad de corriente y velocidad de arrastre en un cable. Un cable de cobre magnitud 18 (tamaño adecuado para conectar lámparas) tiene un diámetro nominal de 1.02 mm. Por este cable circula una corriente constante de 1.67 A a una lámpara de 200 W. La densidad de electrones libres es de 8.5 * 1028 electrones por metro cúbico. Encuentre la magnitud de a) la densidad de corriente y b) la velocidad de arrastre. SOLUCIÓN

a) El área transversal es A = (p d2 ) / 4 = [p * (1.02 * 10-3)2] / 4 = 8.17 * 107 m2 La magnitud de la densidad de corriente es:

b) Despejando la velocidad de arrastre v en la ecuación se tiene: v = J / n|e| = 2.04 * 106 / [(8.5 * 1028) * |1.60 * 10-19|] = 1.5 * 10-4 m/s = 0.15 mm/s