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Corriente eléctrica, diferencia de potencial y circuitos eléctricos

La corriente eléctrica es la rapidez con la que fluye la carga, I = Q/t, y se mide en amperios con un amperímetro conectado en serie. La diferencia de potencial es el trabajo para mover una unidad de carga entre dos puntos, V = W/Q, y se mide en voltios con un voltímetro conectado en paralelo. La carga solo circula en un circuito cerrado.

🎬 Historia paso a paso

  1. Este es un circuito sencillo: una pila, un interruptor, una bombilla y un amperímetro unidos con cable de cobre. El interruptor está abierto, así que el camino está cortado y no circula nada.
  2. Cierra el interruptor. Ahora el camino está completo, las cargas diminutas se ponen en marcha y la bombilla se enciende. La cantidad de carga que pasa cada segundo es la corriente: I = Q ÷ t.
  3. Mira las dos flechas. Los electrones se mueven de verdad del extremo − al extremo +. Pero por un acuerdo antiguo dibujamos la corriente de + a −. Es la corriente convencional.
  4. Un voltímetro verde está conectado a los extremos de la bombilla. Ahora añadimos una segunda pila. El empujón, llamado diferencia de potencial, sube de 1.5 V a 3 V, y la corriente también sube.
  5. Cada pieza tiene un nombre corto y un símbolo para los esquemas de circuitos: pila, interruptor, bombilla, amperímetro en serie, voltímetro en paralelo.
  6. Te toca a ti: enciende y apaga, cambia el número de pilas y observa el amperímetro, el voltímetro y el contador de carga de abajo.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Por qué no se enciende la bombilla cuando el interruptor está abierto?

Un interruptor abierto corta el camino. La carga solo puede seguir circulando en un lazo cerrado, así que la corriente es cero en todo el circuito.

¿Se gasta la corriente en la bombilla?

No. La lectura del amperímetro es la misma antes y después de la bombilla, porque salen las mismas cargas que entraron. La bombilla toma energía de las cargas, no las cargas mismas.

Si los electrones van de − a +, ¿por qué dibujamos la corriente de + a −?

El sentido se fijó antes de conocer los electrones. Mantenemos la regla antigua (corriente convencional) para que todos los libros y esquemas coincidan.

¿Por qué el voltímetro se conecta a los extremos de la bombilla y no dentro del lazo?

Mide la diferencia entre dos puntos, así que sus dos cables deben tocar los dos extremos de la bombilla. Como tiene una resistencia muy alta, casi no pasa corriente por él.

¿Por qué al añadir una pila aumenta la corriente?

Dos pilas dan un empujón mayor (3 V en lugar de 1.5 V). La misma bombilla deja entonces pasar más carga cada segundo.

¿Se mueven las cargas muy rápido por un cable?

Los electrones avanzan despacio, a menos de un milímetro por segundo, pero todo el cable ya está lleno de ellos, así que todos empiezan a moverse casi a la vez cuando cierras el interruptor.

¿Qué es la carga eléctrica y la corriente eléctrica?

Toda la materia tiene partículas diminutas con carga. En un cable de metal, algunos electrones pueden moverse libremente. Cuando avanzan en una misma dirección, fluye carga. La corriente eléctrica es la cantidad de carga que pasa por un punto cada segundo:

I = Q / t

La carga Q se mide en culombios (C), el tiempo t en segundos y la corriente I en amperios (A). Así, 1 amperio significa que pasa 1 culombio de carga cada segundo. Un culombio es la carga de unos 6.25 × 1018 electrones, y un electrón tiene una carga de 1.6 × 10−19 C. Las corrientes pequeñas se escriben en miliamperios (1 mA = 10−3 A) o microamperios (1 µA = 10−6 A).

Sentido de la corriente eléctrica

Los científicos acordaron el sentido de la corriente antes de descubrir los electrones. Eligieron el sentido en que se movería la carga positiva: del polo positivo al polo negativo por fuera de la pila. Esta es la corriente convencional. Los electrones son negativos, así que en realidad avanzan al revés, de − a +. En todos los esquemas de circuitos se dibuja la corriente convencional.

Circuito eléctrico y amperímetro

Un circuito eléctrico es un camino cerrado y sin cortes para la carga. Si el interruptor está abierto o un cable se rompe, el circuito está abierto y no circula corriente en ninguna parte.

La corriente se mide con un amperímetro. Siempre se conecta en serie, para que pase por él la misma corriente. Un amperímetro tiene una resistencia muy baja, así que casi no cambia la corriente que mide. Su terminal + va hacia el lado + de la pila.

¿Qué es la diferencia de potencial?

La carga no fluye sola. Necesita un empujón, igual que el agua necesita una diferencia de altura para bajar por un tubo. Una pila hace un trabajo químico para mantener un polo a mayor potencial eléctrico que el otro. La diferencia de potencial (d.d.p.) entre dos puntos es el trabajo para mover una unidad de carga de un punto al otro:

V = W / Q

Su unidad en el SI es el voltio (V): 1 voltio = 1 julio por culombio. Es decir, si 1 J de trabajo mueve 1 C de carga entre dos puntos, la d.d.p. es 1 V. La diferencia de potencial se mide con un voltímetro, conectado en paralelo (a través) de la pieza. Un voltímetro tiene una resistencia muy alta, así que casi no toma corriente.

Símbolos de los circuitos

Dibujar pilas y bombillas reales lleva tiempo, así que usamos símbolos estándar:

En el examen suelen pedirte dibujar un circuito con una pila, un interruptor, una resistencia, un amperímetro en serie y un voltímetro en paralelo con la resistencia. Practica dibujarlo con líneas rectas y limpias.

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Una carga de 30 C pasa por una bombilla en 1 minuto. Calcula la corriente.

t = 60 s. I = Q / t = 30 / 60 = 0.5 A.

2. Una corriente de 2 A circula durante 5 minutos. ¿Cuánta carga pasa?

t = 5 × 60 = 300 s. Q = I × t = 2 × 300 = 600 C.

3. ¿Cuánto trabajo se realiza al mover 4 C de carga con una d.d.p. de 12 V?

W = V × Q = 12 × 4 = 48 J.

4. ¿Cuántos electrones forman una carga de 1 C?

n = Q / e = 1 / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 6.25 × 10¹⁸ electrones.

5. Por un cable circula una corriente de 0.4 A. ¿Cuántos electrones pasan por un punto en 2 segundos?

Q = I × t = 0.4 × 2 = 0.8 C. n = Q / e = 0.8 / (1.6 × 10⁻¹⁹) = 5 × 10¹⁸ electrones.

6. Una batería realiza 360 J de trabajo para empujar carga durante 2 minutos en un circuito con una d.d.p. de 3 V. Calcula la carga y la corriente.

Q = W / V = 360 / 3 = 120 C. t = 120 s, así que I = Q / t = 120 / 120 = 1 A.

Errores comunes

Test de práctica

1. La unidad del SI de la corriente eléctrica es:
2. Un amperímetro se conecta siempre:
3. 1 voltio es igual a:
4. Fluyen 10 C de carga en 5 s. La corriente es:
5. El sentido de la corriente convencional es:

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la corriente eléctrica con palabras sencillas?

Es la cantidad de carga eléctrica que pasa por un punto en un segundo. I = Q / t, y se mide en amperios.

¿Cuál es la diferencia entre corriente y diferencia de potencial?

La corriente es el flujo de carga; la diferencia de potencial es el empujón (trabajo por unidad de carga) que hace que fluya. La corriente se mide en amperios con un amperímetro en serie; la d.d.p. en voltios con un voltímetro en paralelo.

¿Esto entra en el currículo de Física y Química de ESO?

Sí. La corriente eléctrica, la diferencia de potencial y los esquemas de circuitos son la base del tema de electricidad en Física y Química de la ESO y el Bachillerato.

Dónde se estudia

Canada (Ontario)Grade 9D. Physics
NetherlandsVWO 3 (onderbouw)Electricity and energy
NetherlandsVWO 5Charge and field (part 1)
PolandSzkoła podstawowa, klasa VIIIElectricity
RomaniaClasa a VIII-aElectric and magnetic phenomena
RomaniaClasa a IX-aElectrical
RomaniaClasa a IX-aElectronics and automation
Spain2º ESOEnergy
Spain2º ESOProblem-solving process
Spain3º ESOEnergy
Spain3º ESOProblem-solving process
Spain1º BachilleratoElectrical and electronic systems
CBSE (India)Class 10Effects of Current
England (GCSE, A level)Year 9Physics: Electricity and electromagnetism
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Energy
Japan中学2年Field 1 (3): Electric current and its uses
Japan高校(専門学科)1〜3年Electrical Theory
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 8Electric current
FranceQuatrièmeEnergy
FrancePremièrePhysics-chemistry: Energy
FranceTerminalePhysics-chemistry: Energy
FranceTerminalePhysics-chemistry: Energy conversions and transfers
Russia8 классElectric and magnetic phenomena
Russia8 классElectric and magnetic phenomena
China九年级(初三)Ch.15 Current and circuits
China九年级(初三)Ch.16 Voltage and resistance

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