Fundamentos de Electrotecnia [antikvár]

1.1 CORRIENTE ELÉCTRICA, CANTIDAD DE ELECTRICIDAD E INTENSIDAD DE CORRIENTE La teoría moderna sobre la corriente eléctrica está estrechamente ligada a la teoría sobre la estructura de la materia. La materia está constituida de moléculas, las cuales a su vez se forman de átomos y estos últimos se componen en lo fundamental de electrones, protones y neutrones. Sólo los electrones, o sea, los portadores de cargas negativas pueden desplazarse en el interior de la sustancia, mientras que los protones y neutrones se mantienen firmemente en sus sitios en el núcleo del átomo. Entre los electrones sólo aquellos que se encuentran en las órbitas externas (periféricas) del átomo pueden ser libres; por consiguiente, de ia estructura del átomo depende la cantidad de electrones libres. Los últimos pueden originar la corriente eléctrica, y si son relativamente muchos, la sustancia es conductora, o sea, deja pasar bien las cargas móviles. A los conductores pertenecen todos los metales. Se llaman dieléctricos (o aisladores) sustancias en las cuales casi todos los electrones se mantienen fuertemente en las órbitas alrededor de' los núcleos positivos de los átomos. La acción de los circuitos eléctricos externos origina en los dieléctricos únicamente la dislocación de los electrones respecto a los núcleos (polarización). Los dieléctricos no dejan pasar la corriente eléctrica. Son necesarios para dirigir debidamente el movimiento de cargas eléctricas en los conductores. La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas eléctricas en una dirección determinada en el espacio. Los portadores de cargas, cuyo movimiento crea la corriente eléctrica, son en la mayoría de los casos los electrones libres (particularmente, en los metales), y, con menos frecuencia (en los líquidos y gases), los iones. En los metales, el desplazamiento prolongado de los electrones libres en una dirección r^ (fig. 1) se superpone en su movimiento térmico desordenado v. Tal desplazamiento se llama deriva; de esta manera, la corriente eléctrica en los metales es creada por la deriva de electrones-. Pero en los cálculos electrotécnicos casi siempre es posible sustituir la deriva de una multitud de electrones por un movimiento equivalente rectilíneo de cargas eléctricas positivas en dirección de la acción de las fuerzas eléctricas. La velocidad del movimiento ordenado (de avance) de los electrones libres en el metal es relativamente pequena, por lo común, no supera 1 mm por segundo. Pero la velocidad de propagación de la energía eléctrica es muy grande, en las líneas aéreas es igual prácticamente a la velocidad de la luz. Por eso, en la práctica, al cerrar un circuito eléctrico la corriente eléctrica aparece en el mismo casi instantáneamente. En esto no hay ninguna contradicción; el campo eléctrico que se crea por una fuente de energía eléctrica e influye sobre las cargas se propaga a lo largo de la línea a la velocidad de la luz, mientras que las cargas eléctricas por su acción se desplazan con relativa lentitud. Podemos recurrir a la siguiente comparación: al abrir el grifo, bajo la presión empieza a correr inmediatamente el agua, aunque las partículas de agua enviadas desde la estación de bombeo se mueven por las tuberías con bastante lentitud.