Para comprender el funcionamiento de los circuitos, es esencial distinguir entre la carga eléctrica y la corriente eléctrica, dos conceptos que, aunque relacionados, describen fenómenos distintos en el ámbito de la física.
¿Qué es la carga eléctrica?
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de los cuerpos. Está relacionada con el equilibrio entre protones y electrones: los electrones tienen carga negativa, mientras que la de los protones es positiva. La carga más pequeña posible es la de un electrón, que es igual a 1,6 x 10⁻¹⁹ culombios (C). Así, 1 C es la cantidad de carga que llevan 6,25 x 10¹⁸ electrones.
En el siglo XVIII, cuando se hicieron los primeros experimentos con electricidad, solo se disponía de carga eléctrica generada por frotamiento (electricidad estática) o por inducción. Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. La carga eléctrica puede desplazarse cuando está en un objeto y este es movido, como ocurre en el electróforo.
Definición de corriente eléctrica
La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que recorre un material. Se puede definir como un flujo de partículas cargadas, como electrones o iones, que se mueven a través de un conductor eléctrico o un espacio. En un material conductor, las partículas cargadas en movimiento que constituyen la corriente eléctrica se denominan portadores de carga.
En los metales, que constituyen los cables y otros conductores de la mayoría de los circuitos eléctricos, los núcleos atómicos de los átomos cargados positivamente se mantienen en una posición fija, y los electrones cargados negativos son los portadores de carga, libres de moverse en el metal. La corriente eléctrica es el flujo de portadores de carga eléctrica debido a la diferencia de potencial creada por un generador de corriente.
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Relación entre corriente, voltaje y carga
El voltaje se puede definir como la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos distintos. A grandes rasgos, el voltaje puede hacer que las partículas con carga eléctrica (como los electrones) se muevan, transformando su energía potencial en energía cinética. Si bien los componentes eléctricos de un circuito usan el voltaje (la energía), la corriente no se consume: los electrones no desaparecen y la cantidad de electrones que viajan por el cable siempre es la misma.
Diferencias clave y magnitudes
Al caudal de corriente, definido como la cantidad de carga por unidad de tiempo, se le denomina intensidad de corriente eléctrica (símbolo: I). En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo (C/s), unidad que se denomina amperio (A).
| Concepto | Definición | Unidad de medida |
|---|---|---|
| Carga eléctrica | Propiedad de la materia (protones/electrones). | Culombio (C) |
| Corriente eléctrica | Flujo de portadores de carga en movimiento. | Amperio (A) |
| Voltaje (Tensión) | Diferencia de potencial que impulsa las cargas. | Voltio (V) |
Dirección de la corriente: ¿Convencional o real?
Históricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas (+) y se fijó el sentido convencional de circulación desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, el sentido real del flujo de electrones es desde el polo negativo hacia el positivo. Puesto que un flujo de cargas positivas da la misma corriente eléctrica, y tiene el mismo efecto en un circuito, que un flujo igual de cargas negativas en sentido contrario, la dirección de la "corriente convencional" se define arbitrariamente como la dirección en la que fluyen las cargas positivas.
Cuando se analizan circuitos eléctricos, la dirección real de la corriente a través de un elemento específico es normalmente desconocida hasta que se completa el análisis. En consecuencia, las direcciones de referencia de las corrientes se asignan a menudo de forma arbitraria mediante una flecha en el diagrama esquemático del circuito.
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