1.2. CARGA Y CORRIENTE

La carga es una propiedad eléctrica de las partículas atómicas de las que se compone la materia, y se mide en coulombs (C).

El concepto de carga eléctrica es el principio fundamental para explicar todos los fenómenos eléctricos. Todas las personas experimentan el efecto de la carga eléctrica cuando intentan quitarse un suéter de lana y éste se pega al cuerpo o cuando atraviesan una alfombra y reciben un choque. ¿Pero, por que se producen estas cargas? Para responder esta pregunta debemos recordar un poco la estructura atómica de los materiales.

Toda la materia se compone de átomos y cada átomo está formado por partículas más pequeñas llamadas electrones, protones y neutrones. También se sabe que la carga e de un electrón es negativa y la de un protón, positiva. Un átomo al tener el mismo número de electrones y de protones se dice que eléctricamente es neutro. Los protones y neutrones se encuentran en el núcleo, mientras que los electrones se encuentran rodeando al núcleo. Los electrones de valencias son aquellos que se encuentran en la última capa de energía, es decir, los que están más alejados del núcleo.

En electrónica, lo único que importa es el orbital exterior, el cual contiene a los electrones de valencia. Estos electrones determinan las propiedades eléctricas de un material:

• CONDUCTORES. Materiales a través de los cuales las cargas se mueven con facilidad. El ejemplo más familiar son los metales, en particular, la plata, el cobre y el oro.
• AISLANTES. No permiten el paso de corriente eléctrica.
• SEMICONDUCTORES. Se comportan como aislantes o como conductores bajo ciertas condiciones. Este tipo de materiales se estudiará más en el curso posterior de electrónica.

Tomemos como ejemplo un alambre conductor de cobre. El cobre tiene un electrón de valencia, el cual, es atraído muy débilmente por la parte interna del átomo. Por esta razón, una fuerza externa puede arrancar muy fácilmente este electrón, al que se le conoce como electrón libre. Incluso la tensión más pequeña puede hacer que los electrones libres de un conductor se muevan de un átomo al siguiente. Si conectamos este cable a una batería, la fuerza que genera la batería obliga a los electrones a moverse ordenadamente. Este movimiento ordenado de cargas se le llama corriente eléctrica.

El sentido real de la corriente va desde el polo negativo hasta el polo positivo de la batería, sin embargo, para cada uno de los ejercicios, utilizaremos el sentido convencional de la corriente, el cual marca que la corriente va desde el polo positivo al polo negativo.

La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de carga que atraviesa una sección de un conductor con respecto al tiempo, y se mide en amperes (A).

Existen diferentes tipos de corriente, de las cuales solamente nombraremos las dos más importantes que serán las que utilizaremos durante el curso. Una corriente que es constante en el tiempo se denomina corriente directa, o simplemente cd, la cual se presenta en la figura 7a. Encontramos muchos ejemplos prácticos de corrientes que varían senoidalmente con el tiempo (figura 7b); las corrientes de esta forma se manifiestan en los circuitos domésticos normales. Además, la corriente de este tipo a menudo se conoce como corriente alterna, o ca.