LOS PORTADORES Y EL SENTIDO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

En el anterior artículo, hablamos sobre la corriente eléctrica y su intensidad. En esta oportunidad, explicaremos como los funcionan los portadores y cómo transcurre el sentido de la corriente eléctrica.

PORTADORES Y SENTIDO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

El transporte de carga eléctrica en los conductores se realiza a través de partículas cargadas. Estas partículas reciben el nombre de portadores.

En general, si hay una diferencia de potencial entre los extremos de un conductor, en las cargas aparecerá una fuerza F ⃗=q*E ⃗. Si recordamos que el campo eléctrico siempre está dirigido desde los puntos de mayor potencial hacia los de menor potencial, el movimiento de los porta dores positivos será en la dirección en que el potencial eléctrico disminuye (en la dirección del campo), mientras que el movimiento de los portadores negativos será en la dirección contraria. Definiremos el sentido de la corriente como el sentido del movimiento correspondiente a los portadores positivos. Esto significa que en un conductor la corriente eléctrica siempre será en el sentido que apunta el campo eléctrico. Cuando comenzamos a estudiar electromagnetismo, mencionamos que, en los conductores metálicos, los portadores resultan los electrones, cada uno de los cuales tiene una carga -e. Esto quiere decir que en un conductor metálico la corriente eléctrica tendrá el sentido hacia donde el potencial disminuye, pero esto se debe a los electrones que se mueven en el sentido opuesto. En un conductor metálico, los portadores siempre se moverán en dirección opuesta a la dirección de la corriente.

Podemos relacionar la intensidad de corriente con las características de los portadores del conductor. Para eso volvamos a nuestro alambre conducto, al cual le aplicamos una diferencia de potencial entre sus extremos. Como resultado del campo eléctrico que aparece, los portadores comenzarán a moverse como indica la figura. Veamos cuántos portadores cruzan una sección del conductor en un tiempo ∆t:

foto1

Si suponemos que todos los portadores se mueven a la misma velocidad Vp. Cruzarán por la sección todos los portadores que están contenidos en el volumen determinado por Vvol =A * Vp * ∆t. Si en el conductor hay n portadores por unidad de volumen (densidad de portadores) y cada portador lleva carga Qp, la cantidad de carga ∆Q que cruza la sección en ese tiempo será ∆Q = Qp * n * A * Vp * ∆t. La intensidad será entonces:

foto2

Esta sencilla ecuación nos permite no solo relacionar la intensidad de corriente con las características de los portadores del conductor, sino también verificar que los portadores con carga positiva con velocidad en un sentido producen una corriente igual a la de los portadores con carga negativa y velocidad opuesta. Entonces, en un conductor, estudiar la corriente producida por los portadores positivos que se mueven en el sentido que apunta el campo eléctrico es lo mismo que estudiar la corriente que producen los portadores negativos que se mueven en sentido contrario al campo eléctrico.

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