Densidad de Corriente

Escrito el 25 de Junio de 2011 en español con un tamaño de 8,39 KB

Densidad de corriente

La densidad de corriente eléctrica se define como una magnitud vectorial que tiene unidades de corriente eléctrica por unidad de superficie ,es decir, intensidad por unidad de área. Matemáticamente, la corriente y la densidad de corriente se relacionan como :

$I=\int_S \mathbf{j}\cdot d\mathbf{S} \,$

I es la corriente eléctrica en amperios A
$\mathbf{j}$ es la densidad de corriente en A.m^-2
S es la superficie de estudio en m²

Cargas puntuales aisladas

La densidad de corriente está relacionada con los portadores de cargas (electrones, huecos, iones en un electrolito) por :

$\mathbf{j}=\sum_i n_i q_i \mathbf{v}_i \,$

Donde:

$n_i\,$ es la concentración del portador i.

$q_i\,$ es la carga eléctrica del portador i.

$\bold{v}_i$ es la velocidad media del portador i en el volumen.

Fuerza electromotriz

La fuerza electromotriz es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electromotor $\xi \,$ cuya circulación, $\int_S\xi ds \,$ , define la fuerza electromotriz del generador.

Se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo, dividido por el valor en Culombios de dicha carga.

Esto se justifica en el hecho de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito exterior al generador, desde el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajo o consumo de energía (mecánica, química, etcétera) para transportarla por el interior desde un punto de menor potencial (el polo negativo al cual llega) a otro de mayor potencial (el polo positivo por el cual sale).

La FEM se mide en voltios, al igual que el potencial eléctrico.

Por lo que queda que:

$P = \frac {R}{A} \,\!$

Se relaciona con la diferencia de potencial $V \,\!$ entre los bornes y la resistencia interna $r \,\!$ del generador mediante la fórmula $E = V + I r \,\!$ (el producto $Ir \,\!$ es la caída de potencial que se produce en el interior del generador a causa de la resistencia óhmica que ofrece al paso de la corriente). La FEM de un generador coincide con la diferencia de potencial en circuito abierto.

La fuerza electromotriz de inducción (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la variación del flujo de inducción $\phi \,$ del campo magnético que lo atraviesa en la unidad de tiempo, lo que se expresa por la fórmula $\xi = - \frac {\Delta \Phi}{\Delta t} \,\!$ (Ley de Faraday). El signo - (Ley de Lenz) indica que el sentido de la FEM inducida es tal que se opone al descrito por la ley de Faraday ( $\xi = \frac {\Delta \Phi}{\Delta t} \,\!$ ).

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