Divulgación Corrientes eléctricas

[david electromagnetic]

Saludos, mi nombre es David Escobar, soy de México, y estoy llevando a cabo una investigación escolar sobre las corrientes eléctricas. Mi propósito es explicar que son las corrientes eléctricas y como existe corriente alterna y corriente continua, que tipo de planteamiento me aconsejan para delimitar mi tema de investigación, es decir ¿puedo establecer diferencias significativas entre esos dos tipos de corrientes?
Les agradecería sus respuestas.

[Sheldoniano]

Re: Corrientes eléctricas

Pues para empezar puedes definir la corriente eléctrica como el tránsito de electrones a lo largo de un conductor (si se sabe lo que es un electrón y un conductor claro)

Y para explicar la diferencia yo lo haría gráficamente:

En corriente continua los electrones son todos impulsados en un única dirección (tienen un objetivo) como causa de una diferencia de potencial por poner un ejemplo.
En corriente alterna, por el contrario, los electrones están como borrachos por una calle llena de gente, primero van para allí, luego vuelven luego van sin parar (perdón por el símil pero si se aclara algo seguro que no se olvida).

No sé como lo quieres plantear pero a partir de ahí ya puedes hablar de como varía la intensidad, el uso industrial, la pérdida de energía de la continua frente a la alterna, esas cosas

[arivasm]

Re: Corrientes eléctricas

Sólo un matiz, la corriente eléctrica no es originada sólo por el movimiento de electrones. Si ir más lejos el agua salada conduce la corriente, y no porque haya flujo de electrones, sino por el movimiento de los iones. Digamos, por tanto, que la corriente eléctrica es un flujo de partículas con carga. Eso sí, teniendo en cuenta que el concepto considera el signo de las cargas, en el sentido de que si las cargas son positivas la corriente tiene el mismo sentido que su velocidad, pero si son negativas el sentido de la corriente es el opuesto.

Desde un punto de vista práctico, la diferencia más significativa que existe entre las corrientes alterna y continua está en cómo se producen. Las primeras son originadas por un voltaje oscilante, típicamente producido por inducción electromagnética; en cambio, las segundas proceden de voltajes constantes, como los que producen una batería química o una célula fotoeléctrica (aproximadamente, en este caso).

Quizá nos facilitaría la ayuda a nuestro amigo David si nos dijese en qué nivel educativo debe realizar su investigación.

[david electromagnetic]

Re: Corrientes eléctricas

Saludos arivasm , gracias por tu ayuda; mi investigación es de grado preuniversitario,lo que pretendo describir cual de los dos tipos de corrientes, continua y alterna, resulta mas eficiente, en términos energéticos, es decir donde hay mayor o menor pérdida de energía, por ejemplo en forma de calor, o también si estos tipos de corrientes son utilizados en alguna área en específico o los utilizamos en la vida diaria??,
gracias por tu interes.

[arivasm]

Re: Corrientes eléctricas

Por lo que veo, tus intereses son de tipo técnico, más que físico. Por aquí hay amigos que saben un montón al respecto, entre los que no me encuentro y que seguro que te pueden dar buenos consejos y explicaciones.

Sé que en su momento hubo un curioso debate sobre cuál de las dos formas era más eficiente, en el que jugaron papeles muy destacados Tesla (partidario de la corriente alterna) y Edison (continua). El episodio es conocido como Guerra de las corrientes, e incluyó algún suceso tan extraño e incomprensible desde la perspectiva actual como la electrocución de un pobre elefante por parte de Edison:

Por lo demás, y por añadir más a mi pobre contribución, como es muy sabido la corriente alterna es ampliamente empleada por la facilidad de transformar los voltajes. Quizá convenga que investigues sobre las razones por las que en el ámbito doméstico se emplea un tipo (monofásica) diferente del que se emplea en el transporte y en el ámbito industrial (trifásica). Sin embargo, industrialmente también se emplea la corriente continua de alta tensión (un ejemplo, creo, son algunos ferrocarriles eléctricos); creo recordar que tiene relación con el transporte a larga distancia, pero, como dije antes, no sé cuáles son las razones.

[david electromagnetic]

Re: Corrientes eléctricas

Estoy redactando el reporte de investigación, y en la parte de lo que se conoce como "electrones libres" de un átomo ¿solo se presenta en metales?, o los electrones libres están presentes en todos los átomos? entiendo que cada átomo tiene una carga eléctrica en particular pero la carga se puede alterar?

[arivasm]

Re: Corrientes eléctricas

El término "electrones libres" o electrones de conducción se aplica únicamente en el marco del modelo de enlace metálico. Sobre la carga de los átomos, es ligual a la diferencia entre su número de protones y de electrones. Como este último es relativamente fácil de cambiar (el ejemplo típico es la electrificación por frotamiento) la respuesta es que sí se puede alterar la carga de un átomo. ¿Se refería a eso tu pregunta?

[david electromagnetic]

Re: Corrientes eléctricas

Estoy estableciendo diferencias entre campo eléctrico y campo magnético; he estado leyendo el libro de ELECTRICIDAD , de Harry Mileaf, y en el se establece que no hay interacción entre estos campos si no hay movimiento, pero no me queda muy en claro las diferencias entre estos campos, cuales se pueden establecer como principales? y como es la interacción entre ellos?

[arivasm]

Re: Corrientes eléctricas

Quizá mejor que "interacción" entre los campos eléctrico y magnético deberíamos hablar de interrelación. De hecho, en realidad, ambos campos son dos manifestaciones de un mismo objeto físico: el campo electromagnético. Una manera sencilla de enfocarlo es la siguiente: la interacción entre dos partículas con carga, $Q$ y $q$, se produce a través del campo electromagnético. El "padre" de esta unificación fue Maxwell.

En términos premaxwellianos, diremos que si las cargas están en reposo esa interacción se manifiesta a través de una fuerza que tiene la misma dirección que la recta que las une que denominamos fuerza eléctrica (o de Coulomb) y que se puede interpretar del siguiente modo: la fuerza eléctrica que experimenta $q$ por causa de la existencia de $Q$ es igual a $\vec F_{el} = q \vec E$, donde $\vec E$ es el valor del campo eléctrico que origina $Q$ en el lugar donde está $q$.

El concepto es muy parecido a la interpretación de que nuestro peso procede de nuestra masa y de la gravedad que hay en el lugar donde nos encontremos, que es originada por las demás masas del Universo (en nuestro caso, con un papel especialmente notorio de aquéllas que componen nuestro planeta).

Siguiendo con ese enfoque premaxwelliano, si las cargas están en movimiento además de la fuerza eléctrica aparece sobre cada carga otra: la fuerza magnética. Esta es un poco más "retorcida" que la anterior, pues en ella interviene el valor de la carga $q$ y el campo magnético $\vec B$ que origina la otra, pero también entra en juego la velocidad $\vec v$ que tiene la carga $q$: $\vec F_{m} = q (\vec v \times \vec B)$. Por otra parte, como expresa el producto vectorial ($x$) que aparece en esta ley, se da una circunstancia que puede resultar sorprendente: la fuerza magnética no tiene la dirección del campo magnético, sino que es perpendicular a él.

Así pues, podríamos señalar dos diferencias esenciales:

• El campo magnético procede del movimiento de las cargas, mientras que el eléctrico no. Igualmente, el campo magnético sólo afecta a las cargas en movimiento, mientras que el eléctrico no tiene esta restricción.
• El campo magnético empuja a las cargas perpendicularmente a él mismo (y también a la trayectoria de la carga), mientras que el eléctrico lo hace en la dirección del propio campo.

Con respecto a su interrelación, en el fondo se debe a que la distinción entre ambos es artificiosa: dos cargas interactúan a través de ese único objeto que es el campo electromagnético. Es más, como el movimiento es un concepto relativo, está claro que los campos a los que me referí antes dependerán del observador.


Históricamente, el punto de partida del camino que llevó a esa unificación fue el descubrimiento de la inducción electromagnética, realizado por Henry y Faraday, que podemos resumir (con lo que ello implica de cometer incorrecciones) diciendo que las variaciones en el tiempo de un campo magnético tienen un efecto semejante al que causa un campo eléctrico...


Claro que después de decir una tontería como esta última, prefiero no seguir escribiendo, para que los buenos amigos del foro no me digan algo del estilo de "eso que has puesto no es del todo correcto..."


Saludos!