Conocimiento previo

Los electrones que forman parte de una corriente eléctrica no la tienen "fácil" cuando circulan por dentro de la, llamada, estructura cristalina del cobre. De hecho lo hacen a una velocidad muuuy baja. Sin embargo el fenómeno en si mismo, el de la corriente eléctrica, es rapidísimo... casi a la velocidad de la luz en el vacío (300.000 km/s o 1.080 millones de km/h, ¡¡¡guua!!!). En el siguiente video se da una explicación algo metafórica de lo que está pasando en el interior de un cable de cobre.

 

A la velocidad a la que se mueven avanzan los electrones en una corriente continua se le denomina velocidad de deriva, y se la representa simbólicamente como . Para calcular la velocidad de deriva se dispone de la siguiente ecuación:

siendo  la intensidad de la corriente eléctrica, la cantidad de electrones por metro cubico,  el área de la sección recta del cable, y la carga de un electrón.

Actividad

La actividad consiste en calcular cuanto demoraría un electrón cualquiera, para recorrer la distancia entre el Parque Eólico cercano a nuestra ciudad y el Colegio.

  1. Supongamos que el cable tiene 4 milímetros de diámetro. Calcular el radio del cable en metros, y hallar el área de la sección recta de dicho cable.
  2. Recordando que el valor de la carga eléctrica de un electrón es , y teniendo en cuenta que para el cobre la cantidad de electrones libres (los que forman la corriente eléctrica) por metro cubico es , hallar la velocidad de deriva del electrón, si la intensidad de la corriente eléctrica es de 1 amperio.
  3. Según Google Map, la distancia entre el Parqué Eólico y el Colegio es de 11,1 kilómetros. Convertir a metros esta distancia.
  4. Conocida la distancia (en metros), y la velocidad de deriva (en metros por segundo), hallar el tiempo que demoraría el electrón en llegar al colegio (¿se acuerdan de tercer año, cómo calcular el tiempo con estos datos?). Expresar el resultado en horas... o días (piensen cuantos segundos tiene una hora, y cuántos segundos tiene un día, y luego echen mano a una regla de tres).

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