Para simplificarlo por ahora (una vez que llegue a la física de la universidad, esto se ampliará), la carga es la acumulación de electrones, o la falta de electrones donde esperaría que haya algunos. Los electrones tienen carga negativa y los protones carga positiva. Un átomo normal tiene la misma cantidad de electrones que los protones, por lo que no tiene carga neta.
En algunos átomos, los pocos electrones externos están algo "sueltos". Cuando tienes un montón de estos átomos uno al lado del otro, como los átomos de cobre en un cable de cobre, estos electrones sueltos pueden saltar entre átomos adyacentes. Sin embargo, si saltan demasiado lejos, dejan una carga positiva (ya que una negativa se fue) donde se fueron, y una carga negativa donde están. Este desequilibrio de cargas crea un campo eléctrico , que puede considerarse como un campo de fuerza que empuja y tira de electrones. Los electrones son atraídos hacia cargas positivas y alejados por los negativos. Por lo tanto, este campo eléctrico no permitirá que los electrones abandonen una ubicación y se acumulen en otra en el espacio de unos pocos átomos.
Una fuente de voltaje, como una batería, es algo que crea un campo eléctrico. Si conecta los extremos opuestos de la batería a los extremos opuestos de este cable de cobre con todos los electrones algo móviles, puede hacer que todos los electrones en promedio se muevan desde el extremo de voltaje negativo del cable al extremo de voltaje positivo. Para mantener el campo eléctrico aplicado al cable, la batería bombea los electrones que fluyen del extremo + del cable al extremo - del cable, donde nuevamente saltan entre los átomos de cobre y terminan en el extremo + nuevamente. .
El movimiento masivo de electrones se llama corriente , que es el flujo de cargas. Esto se parece mucho a que la corriente en un río fluye de pequeñas moléculas de agua. Como la carga de un electrón es muy muy pequeña y de poco uso a nuestra escala humana, usamos una unidad de carga llamada Coulomb . Sin embargo, un Coulomb es solo una pila de carga calibrada. De hecho, tiene un valor aproximado de 6.24 x 10 18 cargas electrónicas. En realidad son -6.24 x 10 18 electrones ya que arbitrariamente decidimos que los electrones tienen carga negativa.
Nuevamente, para mantener el rango de números más agradable a escala humana, medimos la corriente en amperios. , que es un Coulomb de carga que fluye por segundo. Entonces, si tiene 1 amperio (a veces "Amp" o la abreviatura oficial "A") que fluye de izquierda a derecha en un cable, entonces hay 6.240.000.000.000.000.000 de electrones que fluyen de derecha a izquierda por segundo más allá de cualquier punto a lo largo de ese cable.
Ahora que tiene una idea básica de la carga y la corriente, olvídese de los electrones que se mueven con sus cargas negativas. El resto de la electrónica está construida sobre amplificadores y culombios. Piense en eso como las unidades conceptuales de corriente y carga que utilizará a partir de ahora. El hecho de que estos (generalmente) se basen en cargas negativas reales es irrelevante y solo invita a la confusión.
Así que ahora volvamos a esa batería que causó corriente en nuestro cable. Una batería es realmente solo una bomba de carga. En otras palabras, puede hacer actual. Sin embargo, hay una métrica más que es importante mencionar aquí, que es lo fuerte que puede empujar la batería. Una batería puede presionar más fuerte las cargas que otra, al igual que una bomba de agua puede ejercer una presión más alta que otra. Es esta presión la que hace que el campo eléctrico haga que las cargas se muevan, que es la corriente. Esta presión eléctrica se mide en unidades de voltios . Cuantos más voltios pueda generar una batería, más corriente puede hacer que fluya a través de la misma resistencia . Esto es como una bomba de agua de mayor presión puede hacer que fluya más agua a través de la boquilla del mismo tamaño.
Entonces, ¿cómo podemos relacionar el voltaje, la corriente y la resistencia? Como probablemente pueda ver, más voltaje (presión) genera más corriente (flujo), pero más resistencia (boquilla más pequeña) genera menos flujo. Para poner esto matemáticamente:
corriente = voltaje / resistencia
Esto también nos da una definición de resistencia al reorganizar esta ecuación:
resistencia = voltaje / corriente
El concepto de resistencia surge mucho en la electrónica, por lo que tenemos una unidad especial solo para medirla, llamada Ohm . De hecho, el Ohm se define como:
Ohm = Voltio / Amperio
Tenemos abreviaturas cortas para las tres cantidades, ya que casi todos los componentes electrónicos se basan en ellas. Un Volt se abrevia "V", el Amperio como "A" y el Ohm con la letra griega "Ω".
Esta ecuación que relaciona resistencia, voltaje y corriente es una piedra angular de la electrónica, y se llama Ley de Ohm , por el tipo que se le ocurrió por primera vez.
Volvamos a la primera forma de la ley de Ohm que mostré, que nos dice cuánta corriente tenemos:
En cantidades físicas: corriente = voltaje / resistencia
En unidades comunes: Amperios = Voltios / Ohmios, o A = V / Ω
Ya es un buen momento para pensar. Trata de entender esto antes de continuar. Haga preguntas aquí, ya que necesita comprender esto. Una vez que obtenga esto, podemos pasar a todo tipo de cosas interesantes.