Todos estamos rodeados de una gran cantidad de dispositivos y sistemas completos basados en ellos, que en el curso de su funcionamiento de una forma u otra consumen corriente eléctrica. El concepto mismo de corriente eléctrica se introdujo para dar a la descripción del proceso de su curso un cierto claridad, que se logró debido a la formación intencionada de una analogía directa con la hidrodinámica a través de flujo de fluido.
Con la acumulación de conocimientos sobre electricidad, se demostró que el flujo de corriente eléctrica es principalmente movimiento de un campo electromagnético a lo largo de un medio conductor que ocurre a velocidades no muy diferentes de la velocidad Sveta. En este caso, el campo se mueve desde un punto con un potencial más alto en la dirección de un punto con un potencial más bajo, es decir según el esquema clásico de más a menos.
El movimiento de los portadores de carga propiamente dicho, que acompaña a este proceso, también tiene lugar, pero a una velocidad notablemente menor. Ocurre en diferentes direcciones en diferentes materiales.
Variedades de portadores de carga
Se sabe que los portadores de carga se dividen en positivos y negativos. Las cargas negativas están poseídas por electrones e iones, los iones prevalecen entre los portadores de una carga positiva. Las cargas negativas se mueven hacia un potencial más alto, mientras que las cargas positivas se mueven hacia un potencial más bajo. Y en ambos casos, surge una corriente eléctrica en el medio ambiente.
Aparece una ambigüedad clásica, que se elimina por acuerdo convencional. A nivel de postulado, se asume que la corriente siempre fluye de más a menos, independientemente del tipo de cargas.
El movimiento de cargas en metales.
La mayoría de los metales a temperaturas que son prácticamente importantes para la tecnología de comunicación eléctrica y por cable están en estado sólido y no contienen iones.
Como resultado, la corriente en los materiales conductores sólidos está determinada por el tipo electrónico de conductividad, es decir electrones libres (Figura 1), que asumir las funciones de portadores de carga, en el proceso de flujo de corriente, se mueven en la dirección opuesta a la dirección del flujo de corriente, imagen 2.
Los electrones de los metales son fácilmente arrancados de sus órbitas por un campo eléctrico, a lo largo de las cuales giran alrededor de los átomos en ausencia de una diferencia de potencial. Por lo tanto, con una diferencia de potencial insignificante, se forman una gran cantidad de portadores de carga, es decir, los metales tienen una resistencia eléctrica relativamente baja.
Movimiento de cargas en semiconductores.
Los semiconductores son notablemente inferiores a los metales en conductividad a temperatura ambiente. Los materiales que pertenecen a este grupo se dividen en semiconductores de tipo ny tipo p. Los semiconductores del tipo n en el estado ordinario tienen un exceso de electrones, en la transición al tipo p se manifiesta falta de electrones, pero el resto pasa con relativa facilidad de una posición permitida en los átomos a otro. Este último es equivalente al movimiento de cargas positivas.
Una característica de los semiconductores es que su conductividad aumenta bruscamente a medida que aumenta la temperatura: debido al enlace débil con los átomos, a medida que aumenta, el número de electrones no unidos cambia significativamente.
Por lo tanto, la dirección del movimiento de las cargas en los semiconductores puede coincidir con la dirección del flujo de corriente (tipo p) y ser opuesta (tipo n).
Movimiento de cargas en líquidos y gases.
Una característica de los líquidos y gases es que los iones son portadores de carga en ellos. Pueden ser positivos (cationes) o negativos (aniones), Figura 3. En consecuencia, cuando predominan los cationes negativos, se mueven "contra la corriente", mientras que los cationes positivos se mueven "a lo largo de la corriente".