Densidad de corriente

Relación entre la corriente y la densidad de corriente.

La densidad de corriente eléctrica se define como una magnitud vectorial que tiene unidades de corriente eléctrica por unidad de superficie, es decir, intensidad por unidad de área. Matemáticamente, la corriente y la densidad de corriente se relacionan como :

  • I es la corriente eléctrica en amperios A
  • es la densidad de corriente en A·m-2
  • S es la superficie de estudio en m²

Densidad de corriente en física convencional

Cargas puntuales aisladas

La densidad de corriente está relacionada con los portadores de cargas ( electrones, huecos, iones en un electrolito) por :

Donde:

es la concentración del portador i.
es la carga eléctrica del portador i.
es la velocidad media del portador i en el volumen.

Conductor eléctrico

Si la densidad de corriente es uniforme en una región del espacio entonces la relación se simplifica notablemente. Esto sucede con bastante aproximación en el interior de un tramo de conductor de sección constante, donde el vector es independiente de la posición por lo que la sección, la densidad de corriente y la intensidad guardan la relación:

Siendo la sección transversal del tramo de conductor.

Densidad de corriente de un medio continuo

Si tenemos una región del espacio con una densidad de carga, no necesariamente uniforme, en la que el movimiento de cargas se puede representar por un campo vectorial de velocidades, para esa distribución de cargas en movimiento tenemos:

donde es la densidad de carga en un punto y la velocidad de las cargas en ese punto.

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