Corriente Eléctrica y Fem: Fundamentos para Físicos en Colombia | ORBITECH

¿Qué es la corriente eléctrica?

La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo. Se mide en amperios (A ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0). $I = \frac{Δ Q}{Δ t}$
Piensa en el TransMilenio en hora pico: cuánta gente pasa por unidad de tiempo.
Existen dos tipos: corriente continua (CC) y corriente alterna (CA). La CC fluye en un solo sentido, como en las baterías.
En tu casa, los enchufes dan CA (220 V en Colombia), pero los controles remotos usan CC (1.5 V o 9 V).
La dirección convencional de la corriente va de positivo a negativo, aunque los electrones fluyen al revés.
Es como el agua en una tubería: el flujo se mide en una dirección aunque las moléculas vayan en otra.

I = \frac{Δ Q}{Δ t}

La fem (\mathcal{E} ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0) es la energía que un dispositivo convierte en energía eléctrica por cada coulomb de carga que circula. $ℰ = \frac{W}{q}$
La fem es como el profesor que empuja a los estudiantes para que entren al salón: da energía para que fluya la corriente.
Se mide en voltios (V ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0) y no es una fuerza real, sino una diferencia de potencial creada por un generador o batería.
No confundas fem con voltaje: la fem es la causa, el voltaje es el efecto medible en los bornes.
En una pila, la fem proviene de reacciones químicas que separan cargas positivas y negativas.
Imagina una pila como un estadio de fútbol: la fem es el árbitro que obliga a los equipos (cargas) a moverse.

ℰ = \frac{W}{q}

Una batería convierte energía química en eléctrica. Su fem nominal es fija (ej. 1.5 V para una AA).
Si una batería de 9 V cuesta unos 20 000 COP en una tienda de electrónica de Cali, ¡no la compres barata!
Los generadores convierten energía mecánica en eléctrica (como en las hidroeléctricas de Colombia).
La energía del agua en la represa de Guatapé empuja turbinas que generan la fem para tu casa en Medellín.
La fem real de una batería disminuye con el uso porque aumenta su resistencia interna (r ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0). $V_{t e r m i n a l} = ℰ - r \cdot I$
Cuando una pila está 'muerta', su resistencia interna es enorme y no puede empujar corriente.

V_{t e r m i n a l} = ℰ - r \cdot I

En un circuito con una fuente real, el voltaje entre dos puntos incluye la fem y la caída por resistencia interna. $V_{A B} = ℰ - r \cdot I$
Es como caminar cuesta arriba: la fem es tu energía, la resistencia interna es el cansancio y la corriente es tu velocidad.
Si conectas un cable directamente a los bornes de una batería (cortocircuito), la corriente se dispara porque r ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0 es casi cero. $I_{c o r t o} = \frac{ℰ}{r} \approx \infty$
¡Nunca hagas un cortocircuito! Puede quemar la batería o causar incendios (como en un bus eléctrico en Bogotá).
La potencia disipada en una resistencia es $P = R \cdot I^{2}$ , pero en una fuente real también hay pérdidas por r ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0. $P_{t o t a l} = ℰ \cdot I - r \cdot I^{2}$
Las luces LED en tu casa usan poca potencia porque son eficientes, no como las bombillas viejas que calientan mucho.

V_{A B} = ℰ - r \cdot I

Los buses eléctricos de Medellín usan baterías de alto voltaje (ej. 400 V) para recorrer distancias largas sin recargar.
Si un bus recorre 420 km de Bogotá a Medellín, su batería debe tener suficiente fem para mantener la corriente durante el viaje.
Los paneles solares en la Guajira generan fem gracias al efecto fotoeléctrico, convirtiendo luz solar en electricidad.
En la península de La Guajira, el sol brilla tanto que un panel de 300 W puede alimentar una casa rural por horas.
Las linternas recargables usan fem para almacenar energía química y convertirla en luz cuando las necesitas.
Una linterna de 4.5 V necesita tres pilas AA de 1.5 V cada una conectadas en serie.

La primera pila eléctrica fue inventada por Alessandro Volta en 1800.: Este descubrimiento permitió el estudio sistemático de la corriente eléctrica y la fem.
En Colombia, el voltaje estándar en hogares es de 110 V o 220 V según la región.: Esto afecta el diseño de electrodomésticos y sistemas de iluminación en ciudades como Barranquilla o Cali.
El río Caño Cristales, conocido como 'el río de los cinco colores', no tiene relación directa con la electricidad, pero es un ejemplo de cómo la naturaleza genera energía (hidroeléctricas).: Las plantas hidroeléctricas en Colombia, como la de Guatapé, usan la energía potencial del agua para generar fem.