Читать книгу Análisis y simulación de circuitos eléctricos en corriente continua - Miguel Alfonso Altuve Paredes - Страница 11

Si la carga eléctrica fluye en un circuito eléctrico, es decir, la carga se mueve de un punto a otro, entonces se produce una corriente eléctrica en el circuito eléctrico. La corriente eléctrica o intensidad eléctrica se define como la velocidad de cambio de la carga eléctrica con respecto al tiempo:

La unidad del SI de la corriente eléctrica es el amperio y se utiliza el símbolo A para referirse a la unidad de la corriente eléctrica. El símbolo de la cantidad de corriente eléctrica es I, para una corriente constante, e i o i(t), para una corriente variable en el tiempo.

Por otro lado, se define como corriente continua (cc) a una corriente eléctrica que permanece constante en el tiempo mientras que se define como corriente alterna (ca) a una corriente que varía sinusoidalmente en el tiempo. Este libro está dedicado al análisis de los circuitos en cc.

De la expresión 1.1 se desprende que si 1 C de carga eléctrica fluye por un punto dado en un conductor durante 1 s, entonces la corriente resultante será de 1 A, es decir, .

La corriente eléctrica tiene una dirección asociada y esta es por convención igual al movimiento de cargas positivas, es decir, de los protones. No obstante, son los electrones (cargas negativas) los que producen la corriente eléctrica.

En un diagrama de circuito eléctrico, cada corriente I o i(t) debe tener asociada una flecha para indicar la dirección de referencia de la circulación de la corriente (dirección del flujo de corriente positiva), tal como se observa en la figura 1.1, sin embargo la dirección indicada puede no necesariamente ser la dirección del flujo real.

Figura 1.1: Dirección de referencia de la corriente eléctrica en un circuito eléctrico.

Si se conoce la corriente eléctrica, entonces la carga eléctrica transferida entre el tiempo t₀ y t se obtiene como:

Ejemplo 1.4.1. Determine la corriente eléctrica que circula por un elemento de circuito en t = 2 s, si la carga eléctrica que entra a la terminal está dada por q(t) = t(t − 3) C.

Solución:

Evaluando i(t) en t = 2 s se obtiene: i(2) = 2 × 2 − 3 = 1 A.

Ejemplo 1.4.2. Determine la corriente eléctrica que circula por un elemento de circuito entre t = 1 s y t = 3 s, si la carga eléctrica que entra a la terminal viene dada por q(t) = 4t(t–0,5) C.

Solución:

En t = 1 s, i(1) = 6 A, y en t = 3 s, i(3) = 22 A. Por lo tanto, la corriente que circula entre 1 y 3 segundos es i = 22 − 6 = 16 A.

Ejemplo 1.4.3. Determine la carga total que entra a una terminal de un elemento del circuito eléctrico entre t = 3 s y t = 5 s, si la corriente eléctrica que circula por la terminal viene dada por i(t) = 3 cos(2πt) + 2 A.

Solución: