Como calcular la intensidad de corriente

Como calcular la intensidad de corriente

Símbolo de intensidad de corriente

En electromagnetismo, la densidad de corriente es la cantidad de carga por unidad de tiempo que fluye a través de un área unitaria de una sección transversal elegida[1] El vector de densidad de corriente se define como un vector cuya magnitud es la corriente eléctrica por área de sección transversal en un punto determinado del espacio, siendo su dirección la del movimiento de las cargas positivas en este punto. En las unidades básicas del SI, la densidad de corriente eléctrica se mide en amperios por metro cuadrado[2].

Supongamos que A (unidad SI: m2) es una pequeña superficie centrada en un punto dado M y ortogonal al movimiento de las cargas en M. Si IA (unidad SI: A) es la corriente eléctrica que circula por A, entonces la densidad de corriente eléctrica j en M viene dada por el límite:[3]

En un tiempo t dado, si v es la velocidad de las cargas en M, y dA es una superficie infinitesimal centrada en M y ortogonal a v, entonces durante una cantidad de tiempo dt, sólo la carga contenida en el volumen formado por dA e I = dq / dt fluirá a través de dA. Esta carga es igual a ρ ||v|| dt dA, donde ρ es la densidad de carga en M, y la corriente eléctrica en M es I = ρ |v|| dA. Se deduce que el vector de densidad de corriente puede expresarse como

Determinación del tamaño del cable o conductor

El metro, de símbolo m, es la unidad de longitud del SI. Se define tomando el valor numérico fijo de la velocidad de la luz en el vacío c como 299 792 458 cuando se expresa en la unidad m s-1, donde el segundo se define en términos de

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El kilogramo, símbolo kg, es la unidad de masa del SI. Se define tomando el valor numérico fijo de la constante de Planck h como 6,626 070 15 × 10-34 cuando se expresa en la unidad J s, que es igual a kg m2 s-1, donde el metro y el segundo se definen en términos de

El segundo, de símbolo s, es la unidad de tiempo del SI. Se define tomando el valor numérico fijo de la frecuencia del cesio ΔνCs, la frecuencia de transición hiperfina del estado básico no perturbado del átomo de cesio 133, como 9 192 631 770 cuando se expresa en la unidad Hz, que es igual a s-1.

El amperio, símbolo A, es la unidad del SI de la corriente eléctrica. Se define tomando el valor numérico fijo de la carga elemental e como 1,602 176 634 x 10-19 cuando se expresa en la unidad C, que es igual a A s, donde el segundo se define en términos de ΔνCs.

Comentarios

La energía eléctrica es la capacidad de un circuito eléctrico de producir trabajo creando una acción. Esta acción puede adoptar muchas formas, como la térmica, la electromagnética, la mecánica, la eléctrica, etc. La energía eléctrica puede crearse a partir de baterías, generadores, dínamos, energía fotovoltaica, etc. o almacenarse para su uso futuro mediante pilas de combustible, baterías, condensadores o campos magnéticos, etc. Así pues, la energía eléctrica puede crearse o almacenarse.

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Recordamos de nuestras clases de ciencias que la “Ley de la Conservación de la Energía” establece que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo convertirse. Pero para que la energía realice un trabajo útil, debe convertirse de una forma en otra. Por ejemplo, un motor convierte la energía eléctrica en energía mecánica o cinética (de rotación), mientras que un generador vuelve a convertir la energía cinética en energía eléctrica para alimentar un circuito.

Es decir, las máquinas eléctricas convierten o cambian la energía de una forma a otra realizando un trabajo. Otro ejemplo es una lámpara, una bombilla o un LED (diodo emisor de luz) que convierten la energía eléctrica en energía luminosa y térmica. Por lo tanto, la energía eléctrica es muy versátil, ya que puede convertirse fácilmente en muchas otras formas de energía.

Densidad de corriente

Sí, cualquier simulador tipo SPICE puede resolver este problema. LTSpice, ngspice, Microcap y TINA-TI son cuatro gratuitos (como la cerveza) que conozco. Incluso puedes usar Circuitlab (el editor de circuitos incorporado en este sitio) para resolver este problema.

Para el caso general, no. Lo que te están enseñando básicamente es cómo SPICE (y simuladores relacionados) resuelven este tipo de problemas. En el mundo real, probablemente nunca resolverás un circuito con más de 3 o 4 resistencias a mano; lo introducirás en un simulador y dejarás que el ordenador haga toda la manipulación de la matriz. Pero deberías aprender cómo funciona el simulador para entender qué tipo de problemas puede y no puede resolver, qué situaciones lo hacen más o menos preciso, etc.

Y si alguna vez quieres analizar un circuito simbólicamente en lugar de numéricamente, entonces deberías conseguir sympy y aprender a usarlo. Puedes resolver fácilmente estas cosas usando álgebra simbólica, si quieres.

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Sí. Y aquí es cuando te recomiendo que aprendas a redibujar todos los esquemas. Los esquemas se dibujan a menudo por razones totalmente ajenas a su legibilidad o para simplificar el análisis. Tienes que acostumbrarte a la idea de que cada vez que veas un esquema, tu primera inclinación debería ser la de redibujarlo para el propósito que tienes a mano. La única razón por la que deberías evitarlo es si el esquema que estás viendo ya es perfecto. (Que en realidad nunca lo es.) Para más información, véase el anexo sobre redibujado.

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