Tema 4. Corrientes eléctricas

El presente tema tiene dos partes bien diferenciadas, una primera en la que se estudian corrientes eléctricas y campos eléctricas y una segunda dedicada a las corrientes eléctricas y los campos magnéticos.

Comienza con una descripción de la naturaleza de la corriente eléctrica, introduciendo los conceptos de intensidad (magnitud escalar) y densidad de corriente (magnitud vectorial), así como los de conductividad, resistividad y resistencia. A partir de estos conceptos se presenta la ley de Ohm  y los aspectos energéticos de las corrientes eléctricas. La existencia de una corriente eléctrica a través de conductores que constituyen un circuito eléctrico implica una disipación de energía en forma de calor por efecto Joule, por lo que para mantener una corriente son necesarios otros elementos que aporten energía eléctrica al circuito. Ésta es la función de los generadores, dispositivos capaces de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica, y que vienen caracterizados por su fuerza electromotriz. Asimismo, se describe brevemente la utilización de los amperímetros y voltímetros..

Seguidamente se obtiene, a partir de la expresión de la  fuerza magnética sobre una carga en movimiento, la fuerza magnética que actúa sobre un conductor que transporta una corriente eléctrica. La acción de un campo magnético sobre un circuito plano se analiza a continuación, calculándose el momento de las fuerzas que actúan sobre el mismo y expresándolo en términos del campo magnético y del concepto de momento dipolar magnético de una espira, que es función del área de la espira y de la intensidad que circula por la misma. También se analiza el efecto Hall.

Por último se estudian las fuentes o causas del campo magnético. Se comienza con la presentación de la ley de Biot-Savart para un elemento de corriente que se aplica al cálculo de campos magnéticos producidos por algunas configuraciones de corriente comunes (corriente rectilínea indefinida, espira circular en su eje y solenoide) y a partir de las acciones mutuas entre dos corrientes rectilíneas indefinidas se define el amperio, unidad de la corriente eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades.