CORRIENTE ELECTRICA

7. LEY DE OHM

7.1Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es un movimiento de cargas positivas o negativas asi :

El movimiento de las cargas positivas y negativas se denomina Sentido Convencional. El sentido de la corriente eléctrica siempre va del punto mas alto del potencial al punto mas bajo del potencial.

En una unidad de tiempo la cantidad de electricidad que atraviesa la sección de un conductor es llamada intensidad

La intensidad es igual a ∆q sobre ∆t expresada en una ecuación asi :

∆q osea Carga

∆t Tiempo

La intensidad de la corriente es independiente de l tiempo

El ampere (A) es la unidad de corriente eléctrica, el cual corresponde al paso de un coulomb por segundo, atravez de uan sección de un conductor

También se usa con frecuencia el miliampere (mA) o 10-3

y el microampere (µA) o 10-6

7.2 ley de ohm

Si el voltaje no varia se produce uan corriente que es constante, tras ser aplicada una pequeña diferencia de potencial entre los extremos de un conductor metalico

La Ley de Ohm es La resistencia eléctrica del conductor osea la relación entre al diferencia potencial aplicada a un conductor metalico y la corriente producida es constante

Diferencia de potencial

= resistencia figura 7.4

Corriente

∆V

= R o ∆V= RI

I

la relación de ∆V/I es un conductor mecanico asi: figura 7.5

la resistencia de un conductor se expresa en volts por ampere (V/A) la cual recibe el nombre de ohm y se designa por la letra Ὠ

figura 7.6 → este conductor en forma de zigzag se llama Resistor

el voltaje es la diferencia de potencial en un conductor

7.3 justificacion de la ley de ohm

Estas son algunas de las razones físicas que justifican la ley de Ohm:

los conductores metálicos son una estructura formada por iones positivos. Entre ellos pueden moverse algunos electrones, los cuales responden por la conducción eléctrica en esos materiales

si se aplica un campo eléctrico a uno de los amteriales, los electrones que están libres adquieren, bajo la acción de fuerza eléctrica, una aceleración; osea que la velocidad de los electrones aumenta, y cada vez va a ser mayor

esto se efectuara solamente si la red cristalina del metal es PERFECTA, en otras palabras si los iones están perfectamente distribuidos, y fijos, de modo que permitan el paso sin obstaculizar los electrones

pero ningún metal posee una red cristalina perfecta, e n toda red hay imperfecciones de diversos tipos asi :

impurezas m que reemplazan iones ( figura 7.7)

falta de un ion (figura7.8)

falta parte de uan capa iones(figura 7.9)

los iones del cristal están vibrando continuamente, como reslatado da la energía térmica de los cuerpos y como los atomos o iones no vibran esto provoca imperfecciones en la estructura cristalina ( figura 7.10)

estas imperfecciones conllevan a uan serie de dificultades como la dificualtad al moverse bajo la acción del campo eléctrico, por la red ionica del conductory esto lleva a perder la energía transferida por el campo eléctrico

esto explica que al aplicar una diferencia de potencial a un metal, este produce una corriente constante en un lugar de corriente cada vez mayor, por ejemplo, cuando un cuerpo cae en un fluido ( liquido o gas ) con MOVIMIENTO UNIFORME por la viscosidad

en cambio cuando las cargas se mueven en el vacio, por ejemplo en los electrones de un tubo de televisión su movimiento esUNIFORME ACELERADO hasta el momento de chocar con un obstáculo

7.4 resistividad

(figura 7.11) la resistencia de un conductor de longitud L y Seccion A es :R= ρ L

A

ρ: es un coefiente característico de cada material llamado RESISTIVIDAD ELECTRICA

la resistivida de un material es igual a la resistencia de un alambre de dicho material que tienen la unidad de longitud (1m) y la unidad de sección (1m2 )

ohm-metro es la unidad con la que se expresa la resistividad osea Ὠm

también se utiliza µὨcm, en la cual al longitud se expresa en cm y la sección en cm2

tabla 7.1

7.5 efecto joule

El efecto joule consiste en el paso de una corriente por un conductor metalico, provocando que el conductor se caliente; Los iones que forman la red del conductor aumentan su energía de agitación

En un metal que tenga red perfecta y sus iones en reposo, los electrones se moverán bajo la acción del campo eléctrico sin chocar con los iones, pero como en una estructura de metal existen imperfecciones, los electrones y los iones o atomos de impureza chocan constantemente, cuando ocurre esto los electrones ceden parte de su energía cinetica a los iones

Debido a esto aumenta la energía vibratoria de los iones del conductor, es decir que la energía interna y esto aumenta la temepratura del conductor

W= (∆V)q → esta ecuación es para calcular la energía que se transmite al conductor, con una carga q, y atraves de uan diferencia de potencia ∆V

W= (∆V)I(∆t) → osea trabajo = voltaje x corriente x tiempo

Estos trabaos se expresan en JOULES cuando el voltaje se mide en volts, al corriente en AMPERES y el tiempo en SEGUNDOS

Se calcula la potencia requerida para mantener el trabajo por unidad de tiempo

P= (∆V)I → potencia= voltaje x corriente

La potencia se expresa en Watts cuando ∆V esta en volts e I en amperes

W = (∆V)I (∆t)→ cuando una corriente es la que pasa por un metal, esta se convierte en energía interna del metal

Se puede escribir asi W= RI2 (∆V), el trabajo eléctrico, en el cual se cumple al a ley de Ohm (∆V =RI) y la potencia→ P= RI2

7.6 Superconductividad

Algunos metales como :

Plata Pt tienen un estado espcial

...