El electromagnetismo está inseparablemente ligado a la densidad de corriente o densidad de corriente eléctrica. La cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de un valor unitario del área de la sección transversal se define así. La misma corriente viaja a través de todas las secciones transversales de un conductor cuando tiene una corriente constante que fluye a través de él. Incluso si las secciones transversales difieren en área, el flujo sigue siendo el mismo. Una entidad macroscópica es una corriente eléctrica. Estamos hablando de corriente eléctrica que fluye a través de un conductor, no de corriente que fluye a través de un solo punto. En el campo eléctrico, la densidad de corriente es un término microscópico similar. La fórmula de densidad actual se discutirá en este artículo.
¿Qué es la densidad de corriente?
La tasa de flujo de carga a través de cualquier sección transversal de un conductor se conoce como densidad de corriente.
Un flujo de electrones es lo que comúnmente se piensa que es una corriente eléctrica. Los electrones salen de un extremo de la batería, a través del cable y hacia el otro extremo de la batería cuando dos extremos de la batería están conectados por un cable de metal. Si el tamaño y la dirección de la corriente son constantes, generalmente se considera constante.
La densidad del flujo de corriente en un conductor se define como densidad de corriente. La letra J se utiliza para representarlo. La densidad de corriente y su medición son particularmente esenciales en el estudio del electromagnetismo. La unidad SI de densidad de corriente es Amperios por metro cuadrado de sección transversal o A/m 2 . Debido a que la magnitud determina la dirección del flujo, esta es una cantidad vectorial. La carga por unidad de tiempo por unidad de área de una corriente eléctrica que viaja a través de ella. También se mide perpendicular a la dirección del flujo.
La fórmula dimensional actual para la densidad es [M 0 L -2 T 0 I 1 ].
Fórmula para la densidad de corriente
La fórmula de la densidad de corriente es la siguiente:
J = I/A
dónde,
- J es la densidad de corriente (A/m 2 ),
- I = El flujo de corriente a través del conductor (A),
- A = Área de la sección transversal (m 2 ).
Derivación de la fórmula de densidad de corriente
J = dl/dA
dónde,
dI/dA = Cambio de corriente con unidad de área.
Esto implica,
dI = J × dA
o
dI = J × dAcosθ
cuando dA es perpendicular a J, se sigue que θ = 90 o por lo tanto, cos θ = 1.
Por lo tanto,
dI = J × dA
y
yo = JA
es decir
J = I/A
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Qué causa la densidad de corriente constante?
Responder:
Debido a que un electrón debe dejar el cable para dejar espacio a otro, la densidad de corriente de un conductor permanece constante. El número de electrones que fluyen a través del conductor cargado permanece constante cuando se examina la sección transversal. La densidad del área de la sección transversal, por otro lado, puede variar, pero la corriente no.
Pregunta 2: Defina Densidad de Corriente.
Responder:
La tasa de flujo de carga a través de cualquier sección transversal de un conductor se conoce como densidad de corriente.
Pregunta 3: ¿Cuál es la densidad de corriente en un cable con un área de sección transversal de 23 mm 2 y una corriente de 8 mA que lo atraviesa?
Responder:
Dado: A = 23 mm 2 = 0,023 m 2 , I = 8 mA = 0,008 A
Ya que,
J = I/A
= 0,008 / 0,023
= 0,34 A/ m2
Pregunta 4: Un alambre de cobre con un diámetro de 3 mm 2 tiene una corriente de 9 mA que fluye a través de él. Averigüe cuál es la densidad de corriente.
Responder:
Dado: A = 3 mm 2 = 0,003 m 2 , I = 9 mA = 0,009 A
Ya que,
J = I/A
= 0,009 / 0,003
= 3 A/ m2
Pregunta 5: Si fluyen 42 A de corriente a través de la batería en una región de 8 m 2 , ¿cuál es la densidad de corriente?
Responder:
Dado : A = 8 m 2 , I = 42 A
Ya que,
J = I/A
= 42 / 8
= 5,25 A/ m2
Pregunta 6: Si la densidad de corriente es de 4 A/m 2 y la corriente a través del conductor es de 24 A. Halle el área de la sección transversal.
Responder:
Dado: J = 4 A/m 2 , I = 24 A
ya que,
J = I/A
o
A = I/J
= 24 / 4
= 6m2
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por swapnilkalyani96 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA