Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica a través de un conductor, medida en amperios, e igual al voltaje dividido entre la resistencia (I = V/R).
Formula
I = \frac{V}{R}
Definition
La corriente eléctrica es el flujo de partículas cargadas diminutas, usualmente electrones, a través de un cable, muy parecido al agua fluyendo por una manguera excepto que es carga lo que se mueve, y la corriente necesita un circuito completo: corta el cable en cualquier punto y el flujo se detiene en todas partes, tal como una manguera rota deja de entregar agua. Es la tasa de flujo de carga eléctrica a través de un conductor, medida en amperios, siendo un amperio un coulomb de carga por segundo, y según la ley de Ohm $I = V/R$; en los metales las cargas que se mueven son electrones, aunque la corriente convencional se dibuja en la dirección en que se movería la carga positiva. Formalmente, $I = dQ/dt$, y en un conductor con densidad de portadores de carga $n$, carga del portador $q$, sección transversal $A$, y velocidad de deriva $v_d$, es igual a $I = nqAv_d$; la forma microscópica de la ley de Ohm es $\vec{J} = \sigma\vec{E}$, la corriente disipa una potencia $P = I^2R$ como calentamiento de Joule y genera un campo magnético descrito por la ley de Ampere, la base de los electroimanes y los motores, y la ley de corrientes de Kirchhoff establece que la corriente que entra a una unión es igual a la que sale, una consecuencia de la conservación de la carga.
Example
Encender un interruptor de luz envía corriente desde la pared a través del cable hacia el foco y de vuelta, encendiéndolo; una batería de auto de $12\ \text{V}$ conectada a un faro con $4\ \Omega$ de resistencia impulsa $I = 12/4 = 3\ \text{A}$, y duplicar la resistencia a $8\ \Omega$ reduce a la mitad la corriente a $1.5\ \text{A}$. Un cable de cobre con $n = 8.5 \times 10^{28}$ electrones por $\text{m}^3$ y sección transversal $3.3 \times 10^{-6}\ \text{m}^2$ que lleva $10\ \text{A}$ tiene una velocidad de deriva de $v_d = I/(nqA) \approx 2.2 \times 10^{-4}\ \text{m/s}$, unos $0.2\ \text{mm/s}$.
Key Insight
Los electrones en un cable se arrastran a menos de un milímetro por segundo, y sin embargo la luz se enciende al instante, porque el impulso viaja a casi la rapidez de la luz, así que los electrones en todo el cable empiezan a moverse a la vez, como el agua en una manguera llena. La corriente alterna invierte su dirección $60$ veces por segundo en Estados Unidos, así que los electrones en el cable de una lámpara en realidad nunca van a ningún lado; la energía se entrega por el campo eléctrico empujando las cargas hacia adelante y hacia atrás en su lugar, no por electrones que llegan desde la planta eléctrica.