La ley de Ohm
Postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad.
Establece que la intensidad de la corriente I que circula por un conductor es
proporcional a la diferencia de
potencial V que aparece entre los extremos
del citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia
eléctrica R; esta es el coeficiente de
proporcionalidad que aparece en la relación entre N y V:
En la fórmula, I corresponde a la intensidad de
la corriente, V a la diferencia de potencial y R a la resistencia. Las unidades
que corresponden a estas tres magnitudes en el sistema internacional de
unidades son, respectivamente, amperios (A), voltios (V) y ohmios (Ω).
La importancia de esta ley reside en
que verifica la relación entre la diferencia de potencial en bornes de una
resistencia o impedancia, en general, y la intensidad de corriente que circula
a su través. Con ella se resuelven numerosos problemas eléctricos no solo de la
física y de la industria sino también de la vida real como son los consumos o
las pérdidas en las instalaciones eléctricas de las empresas y de los hogares.
También introduce una nueva forma para obtener la potencia eléctrica, y para
calcular la energía eléctrica utilizada en cualquier suministro eléctrico desde
las centrales eléctricas a los consumidores. La ley es necesaria, por ejemplo,
para determinar qué valor debe tener una resistencia a incorporar en un
circuito eléctrico con el fin de que este funcione con el mejor rendimiento.
En un organigrama se muestran las
tres formas de relacionar las magnitudes físicas que intervienen en la ley de
Ohm, V, R, I según el contexto en el que se aplique. Por ejemplo, si se trata
de la curva característica I-V de un dispositivo eléctrico como un calefactor,
se escribiría como: I = V/R. Si se trata de calcular la tensión V en bornes de
una resistencia R por la que circula una corriente I, la aplicación de la ley
sería: V= R I. También es posible calcular la resistencia R que ofrece un
conductor que tienen una tensión V entre sus bornes y por el que circula una
corriente I, la fórmula sería R = V/ I.
Lo que Ohm, mediante los descubrimientos que otros
investigadores realizaron anteriormente, creó y modificó dispositivos ya
fabricados para llevar a cabo sus experimentos. La balanza de torsión de Coulomb es
uno de estos aparatos; fue descrito por Ohm en su artículo Vorläufige
Anzeige des Gesetzes, nach welchem Metalle die Contactelectricität,
publicado en 1825 en los Anales de la Física. Ohm incluyó en la balanza una
barra magnética gracias a los avances de Hans Christian Orsted, que en 1819 descubrió que un cable conductor por el que fluía una
corriente eléctrica desviaba una aguja magnética situada en sus proximidades.
Con esto y varios cables de distintas longitudes y grosor, una pila voltaica y recipientes de mercurio, pudo crear un
circuito en el que buscaba relacionar matemáticamente la disminución de
la fuerza electromagnética creada por una corriente que fluye por un cable y la longitud de
dicho cable.
Mediante este circuito llegó a encontrar una
expresión que representaba correctamente todo los datos obtenidos:
Esta relación la puso en entredicho
el propio Georg Ohm; sin embargo fue la primera expresión documentada que le
llevó a su relación entre la corriente I, la tensión V y la resistencia R de un circuito: la ley de Ohm,
publicada en 1827 en su artículo El circuito galvánico, analizado matemáticamente(Die
galvanische Kette, mathematisch bearbeitet):
El ohmio (también ohm) es la unidad de medida de la
resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente eléctrica y se
representa con el símbolo o letra griega Ω (omega).
El ohmio se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente
eléctrica una columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección
transversal de 1 mm2, a una temperatura de 0º Celsius.
Esta ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente
eléctrica, como son la intensidad (I), la diferencia de
potencial o tensión (V) y la resistencia (R) que
ofrecen los materiales o conductores.
La Ley de Ohm establece que "la
intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es
directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente
proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar
matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación:
donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas , tenemos que:
·
I = Intensidad en amperios (A)
·
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
·
R = Resistencia en ohmios (Ω).
De acuerdo con la “Ley de Ohm”, un ohmio (1 Ω) es
el valor que posee una resistencia eléctrica cuando al conectarse a un
circuito eléctrico de un voltio (1 V) de tensión
provoca un flujo o intensidad de corriente de un amperio (1 A).
La resistencia eléctrica, por su parte, se identifica con el símbolo o
letra (R) y la fórmula general (independientemente del tipo de
material de que se trate) para despejar su valor (en su relación con la
intensidad y la tensión) derivada de la fórmula general de la Ley de Ohm, es la
siguiente:
Para calcular valores de R (resistencia) en
diferentes materiales o conductores
En física, potencia (símbolo P) es
la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.
Si W es la cantidad
de trabajo realizado durante un intervalo
de tiempo de duración Δt,
la potencia media durante ese intervalo está dada por la
relación:
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