Definición de corriente eléctrica

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Definición de corriente eléctrica

marouane elalama

Estoy tratando de entender la corriente eléctrica . Algunos recursos dicen que es el flujo de carga y otros recursos dicen que es la cantidad de carga que pasa a través de un área transversal durante un período de tiempo. Esto me confunde porque no estoy seguro si es una cantidad (cantidad de carga) o una acción (el flujo de carga). ¿Puede por favor darme una definición definitiva?

QuantumOscillator

Una mejor pregunta sería cómo ambas definiciones son equivalentes

Salomón lento

"Flujo de carga" y "cantidad de carga... durante un período de tiempo " significan lo mismo.

Óscar Bravo

¿Puedes explicar más por qué crees que estos términos son diferentes? Flujo significa cantidad por unidad de tiempo - los dos términos dicen exactamente lo mismo...

Respuestas (6)

Definición de corriente eléctrica

Una mejor pregunta sería cómo ambas definiciones son equivalentes
"Flujo de carga" y "cantidad de carga... durante un período de tiempo " significan lo mismo.
¿Puedes explicar más por qué crees que estos términos son diferentes? Flujo significa cantidad por unidad de tiempo - los dos términos dicen exactamente lo mismo...

factura vatios · Answer 1

factura vatios

En pocas palabras, la corriente es solo un flujo de carga. Sin embargo, si desea medir y cuantificar la cantidad de corriente, la cantidad de corriente es la cantidad de carga que pasa por un punto durante un período de tiempo.

La primera declaración define la corriente, mientras que la segunda define su medida.

eric torres

"pasar un punto" es definitivamente peligroso. "pasar a través de una superficie" lo es menos.

factura vatios

@EricTowers Por supuesto, tiene razón, pero las mediciones reales en general ocurren en puntos.

eric torres

Eso no está tan claro para la corriente... Véase, por ejemplo, abrazadera de corriente , donde lo que se mide es la corriente a través de una superficie isotópica a un disco.

factura vatios

@EricTowers Hay varias formas de medir la corriente. El NIST define el amperio como "Un amperio es la corriente en la que un culombio de carga viaja a través de un punto dado en 1 segundo". En nist.gov/si-redefinition/ampere-introduction . Anteriormente, el amperio se definía por la fuerza entre infinitos cables paralelos. Hubo un tiempo en que el amperio se definía por la cantidad de plata depositada en una solución de nitrato de plata.

eric torres

Esa no es la definición actual del Amperio; es una descripción simplificada que aparece en prosa y describe la redefinición de 2019. La definición actual no intenta detallar qué es la corriente eléctrica, simplemente establece que un Amperio es la corriente eléctrica que satisface 1 C = (1 A)(1 s) (donde el Coulomp se define usando la versión 2019 de la carga elemental y el segundo todavía se define usando la transición hiperfina de cesio). Ver el BIPM por ejemplo.

Bob D. · Answer 2

Probablemente pueda encontrar varias definiciones, por lo que no estoy seguro de si existe una única definición "definitiva" de corriente eléctrica.

Pero como ingeniero, uso la definición del manual de referencia para el examen de fundamentos para convertirme en un ingeniero profesional en los EE. UU. de la siguiente manera:

"Corriente eléctrica $i(t)$ a través de una superficie se define como la tasa de transporte de carga a través de esa superficie o

i (t) = \frac{d q (t)}{d t}

$i(t)=\frac{dq(t)}{dt}$

que es una función del tiempo $t$ , desde $q(t)$ denota carga instantánea.

Una corriente constante $i(t)$ se escribe como $I$ , y la densidad de corriente vectorial en amperios/m $^2$ Se define como $\vec J$ ."

Espero que esto ayude.

@Peter-ReinstateMonica Respetuosamente no estoy de acuerdo. El OP solicitó una definición que respondiera a su pregunta de si la corriente es simplemente una "cantidad de carga" o simplemente el "flujo de carga". Esta definición, con la fórmula, muestra que es la tasa de transporte de carga a través de una superficie.

nasu · Answer 3

Su confusión con respecto a los términos es específica del uso de los términos en inglés. Existe el fenómeno de la carga que fluye a través de un cable y la cantidad física que se usa para medir este flujo. Los dos son objetos diferentes y podrían nombrarse con dos palabras diferentes. Que se hace en francés, italiano, rumano y tal vez en otros idiomas que no conozco. Entonces, el fenómeno es la "corriente eléctrica" y la cantidad que representa la tasa de flujo de carga es la "intensidad de la corriente eléctrica". Una pista sobre esto es la letra habitual que se usa para designarlo "I" y no "C" (de actual). La "intensidad de la corriente" se puede abreviar a solo "corriente" y, por lo tanto, puede generar confusión con el término utilizado para el fenómeno. En inglés esto es tan común que incluso en los libros de texto de física llaman a la cantidad "corriente" aunque se refieren a la intensidad de la corriente. En rumano, por ejemplo, aprendí sobre la "intensidad de la corriente" en la escuela y así es como la llamamos en el aula, pero las personas en industrias y comercios eléctricos también la llaman "corriente" o incluso el equivalente de amperaje, como en inglés, usamos voltaje para la diferencia de potencial. En los textos de física en francés e italiano, puedo ver que también usan el equivalente de "intensidad de la corriente", por lo que hay menos confusión que en inglés, supongo. en la escuela y así es como lo llamamos en el salón de clases, pero las personas en industrias eléctricas y oficios también lo llaman "corriente" o incluso el equivalente de amperaje, como en inglés usamos voltaje para diferencia de potencial. En los textos de física en francés e italiano, puedo ver que también usan el equivalente de "intensidad de la corriente", por lo que hay menos confusión que en inglés, supongo. en la escuela y así es como lo llamamos en el salón de clases, pero las personas en industrias eléctricas y oficios también lo llaman "corriente" o incluso el equivalente de amperaje, como en inglés usamos voltaje para diferencia de potencial. En los textos de física en francés e italiano, puedo ver que también usan el equivalente de "intensidad de la corriente", por lo que hay menos confusión que en inglés, supongo.

Observación interesante. En alemán, en muchos casos usamos la palabra para la propiedad (corriente, distancia, masa, etc.) también para la cantidad de esa propiedad. El inglés y el alemán son lo suficientemente similares como para seguir con el inglés aquí, los ejemplos funcionan 1: 1 en alemán: "¿Cuál es la corriente, la distancia, la masa, la fuerza?". Como suele ser el caso de los hablantes nativos, lo encuentro completamente normal, pero para otras cosas es completamente imposible: "What's the light, money, sound, butter" no tiene sentido o significa algo diferente. Tenemos que preguntar "cuál es la cantidad (o, a veces, el nivel) de x".
Me preguntaba sobre el alemán. Cuando dije que es algo específico del inglés me refería a los idiomas que entiendo más o menos. Alemán está en mi lista de idiomas que quiero aprender pero aún no llegué allí. Gracias por tu comentario.

jsborne · Answer 4

Bob D y SomeUser, respectivamente, explicaron que la corriente es el movimiento de carga por unidad de tiempo,

I = \frac{\partial q_{Ω}}{\partial t},

$I = \frac{\partial Q_\Omega}{\partial t},$ y la integral de la densidad de corriente sobre el área de la sección transversal,

I = \int_{\partial Ω} d S \cdot j .

$I = \int_{\partial\Omega} \text{d}\mathbf{S} \cdot \mathbf{J}.$ Agregaré que estas dos cantidades son iguales debido a la conservación de la carga . De hecho, mediante argumentos estándar (ver Griffiths, Electrodynamics), podemos escribir la siguiente ecuación

\frac{\partial ρ}{\partial t} + \nabla \cdot j = 0. (*)

$\frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla\cdot \mathbf{J} = 0.\qquad\qquad(*)$ El primer término describe el cambio de densidad de carga con el tiempo en alguna región

Ω

$\Omega$ , y el segundo describe el flujo hacia afuera de la densidad de corriente en esa misma región. De hecho, vemos las cantidades anteriores una vez que integramos sobre la región

Ω

$\Omega$ ,

\int d V \frac{\partial ρ}{\partial t} = \frac{\partial q}{\partial t}, y \int_{Ω} d V \nabla \cdot j = \int_{\partial Ω} d S \cdot j,

$\int \text{d}V ~\frac{\partial \rho}{\partial t} = \frac{\partial Q}{\partial t}, \quad\text{and} \quad \int_\Omega \text{d}V~ \nabla \cdot \mathbf{J} = \int_{\partial\Omega}\text{d}\mathbf{S}\cdot \mathbf{J},$ donde hemos usado el teorema de la divergencia para la segunda igualdad.

Dado que la densidad de carga y la densidad de corriente en general no se conservan por separado, podemos definir una nueva cantidad, llamada cuatro corrientes, que se conserva mediante la ecuación $(*)$ :

j^{m} = (ρ, j), \partial_{m} j^{m} = \frac{\partial ρ}{\partial t} + \nabla \cdot j = 0.

$J^\mu = (\rho, \mathbf{J}),\qquad \partial_\mu J^\mu = \frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot \mathbf{J} = 0.$ La declaración

\partial_{μ} J^{μ} = 0

$\partial_\mu J^\mu= 0$ es equivalente a la conservación de la carga. Ver aquí para más.

losmi247 · Answer 5

Corriente eléctrica $I$ a través de una sección transversal de un conductor es:

\underset{Δ t \to 0}{límite} \frac{Δ q}{Δ t}

$\lim_{\Delta t \to 0} \frac{\Delta q}{\Delta t}$ dónde

Δ q

$\Delta q$ es la cantidad de carga que pasó a través de esa sección transversal durante el período de tiempo de longitud

Δ t

$\Delta t$ .

Por lo tanto, es una cantidad escalar.

Alternativamente, si el área de la sección transversal es $S$ , la cantidad de carga por unidad de volumen del conductor es $n=\frac{N}{V}$ ( $N$ es el número de partículas cargadas en volumen $V$ ) y $v_d$ la velocidad de deriva promedio en la dirección del campo eléctrico, luego la cantidad de carga que pasa a través de esa sección transversal en el tiempo $\Delta t$ es $\Delta q=q_0 \times n \times S \times v_d \times \Delta t$ ( $q_0$ es la carga elemental de una sola partícula).

Esto se debe a que toda la carga que pasa durante este período se encuentra dentro de un cilindro de altura $v_d \Delta t$ y volumen $V=Sv_d \Delta t$ que contiene exactamente $\Delta N=nV=nSv_d \Delta t$ partículas cargadas.

A partir de esto, la corriente $I_S$ a través de esta sección transversal sería

\underset{Δ t \to 0}{límite} \frac{Δ q}{Δ t} = \underset{Δ t \to 0}{límite} \frac{q_{0} norte S v_{d} Δ t}{Δ t} = \underset{Δ t \to 0}{límite} q_{0} norte S v_{d} = q_{0} norte S v_{d}

$\lim_{\Delta t \to 0} \frac{\Delta q}{\Delta t}=\lim_{\Delta t \to 0} \frac{q_0nSv_d \Delta t}{\Delta t}=\lim_{\Delta t \to 0} q_0nSv_d=q_0nSv_d$ .

Con todo, es una cantidad escalar que describe la cantidad de carga que fluye a través de una superficie durante un período determinado. Sus unidades son $\frac{Coulombs}{second} \equiv Amperes$ .

AlgúnUsuario · Answer 6

Prefiero definirlo como

I = \iint_{S} j \cdot d S

$\begin{equation} I = \iint_{S} \mathbf{J} \cdot \, d\mathbf{S} \end{equation}$

que se puede reescribir como

\begin{aligned} I & = \frac{\iint_{S} ρ v d t \cdot d S}{d t} \end{aligned}

$\begin{align} I &= \frac{\iint_{S} \rho \mathbf{v} dt \cdot \, d\mathbf{S}}{dt} \\ \end{align}$ La densidad de carga está integrada sobre la superficie y un cierto espesor dado por la velocidad (en realidad, solo la velocidad en la dirección perpendicular a

S

$S$ ) de las cargas: si las cargas se mueven más rápido, más cargas llegarán a la superficie en el mismo tiempo

d t

$dt$ . Puedes ver las unidades coincidir.

\begin{aligned} = \frac{\iint_{S} ρ d r \cdot d S}{d t} \\ = \frac{\iint_{S} ρ d r_{⊥} d S}{d t} \end{aligned}

$\begin{align} &= \frac{\iint_{S} \rho d\mathbf{r} \cdot \, d\mathbf{S}}{dt} \\ &= \frac{\iint_{S} \rho \,dr_{\perp} \,dS}{dt} \\ \end{align}$ Básicamente, el numerador es la cantidad total de carga que pasará a través

S

$S$ en

d t

$dt$ . Así, podemos escribirlo

d q

$dq$ .

I = \frac{d q}{d t}

$\begin{equation} I = \frac{dq}{dt} \end{equation}$

Esto no pretende ser una "prueba" ni similar. Solo quería señalar que ambos conceptos son equivalentes. A mí mismo me introdujeron este concepto al revés.

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