Ley de Ohm

Ya señalamos que al aplicar una diferencia de potencial a un condutor, se produce una corriente eléctrica. Pero no todos los cuerpos permiten que pasen los electrones con la misma facilidad. La resistencia (R), es la dificultad que opone un cuerpo al paso de los electrones, su unidad es el Ohm \(\Omega\), y depende del material del cuerpo, y de sus dimensiones.
La resistencia de una barra o de un hilo (alambre) de longitud \(L\) y sección \(S\) es: $R=\rho\frac{L}{S}$

Donde la resistividad \(\rho\) es la propiedad intrínseca de la materia que indica la dificultad que encuentran los electrones en moverse.

La resistividad, y por lo tanto la resistencia, de un conductor metálico casi siempre se incrementa al aumentar la temperatura, esto dificulta el movimiento de los electrones a través del conductor y por lo tanto reduce la corriente. Para temperaturas de hasta 200 °C, la resistencia se representa adecuadamente por:

\(R=R_0(1+\alpha (T-20°C))\)


Donde \(\alpha\) es el coeficiente de temperatura de la resistencia eléctrica.

Material \(\alpha\) a 20°C [ \(°C^{-1}\)]
Plata
Cobre
Aluminio
Acero
Mercurio
Carbón
Germanio
\(3.8 \times 10^{-3}\)
\(3.9 \times 10^{-3}\)
\(3.9 \times 10^{-3}\)
\(5.0 \times 10^{-3}\)
\(0.9 \times 10^{-3}\)
\(-0.5 \times 10^{-3}\)
\(-4.8 \times 10^{-2}\)

Ley de Ohm

 En 1895 Georg Simon Ohm, estableció que la diferencia de potencial \(V\) que se aplica en los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente \(I\) que circula por él. \(I \sim V\)
La constante de proporcionalidad es la inversa de la resistencia.


En otras palabras la Ley de Ohm establece una relación lineal y proporcional entre la corriente y el voltaje. Para algunos materiales (los llamados no Ohmicos) la relación entre voltaje y resistencia puede ser más complicada.

Material que si cumple la
ley de Ohm
Variación de la corriente en un diodo.
No cumple la ley de Ohm
Variación de la corriente en un gas.
En algunas regiones si cumple la ley de Ohm


Simulación

Gráfica de corriente "vs" voltaje, mueve el deslizador de voltaje y observa el comportamiento de la corriente.
Modifica el valor de la corriente y observa que sucede.
La pendiente de las gráficas representa el inverso de la resistencia.




 Energía y Potencia eléctrica

Energía: Cuando conectamos un dispositivo eléctrico a un circuito alimentado por una fuente, que puede ser una batería, la energía eléctrica que suministra fluye por el conductor, permitiendo que, por ejemplo, una bombilla de alumbrado, transforme esa energía en luz y calor, o un motor pueda mover una maquinaria, etc.

 

Potencia: Potencia es la velocidad a la que se consume la energía, se mide en joule por segundo (J/s), se representa con la letra \(P\). Un \(J/s\) equivale a 1 watt (W), por lo tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 W de energía eléctrica.



En la siguiente figura se muestran las diferentes combinaciones para la potencia, el voltaje, la corriente y la resistencia.

Por ejemplo: \(P=RI^2\) ,  \(P=\dfrac{V^2}{R}\),...