Ley De Ohm

La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I:

V = R \cdot I \,

La fórmula anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la corriente,1 2 y en la misma V corresponde a la diferencia de potencial, R a la resistencia e I a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A).

Otras expresiones alternativas, que se obtienen a partir de la ecuación anterior, son:

I = \frac V R válida si 'R' no es nulo

R = \frac V I válida si 'I' no es nula

En los circuitos de alterna senoidal, a partir del concepto de impedancia, se ha generalizado esta ley, dando lugar a la llamada ley de Ohm para circuitos recorridos por corriente alterna, que indica:3

I= \frac{V}{Z}

Donde I corresponde al fasor corriente, V al fasor tensión y Z a la impedancia.

Índice

1 Introducción histórica

1.1 Experimentos y artículos publicados

1.2 Algunas aplicaciones de la ley

2 Diagrama de la ley de Ohm

3 Corriente eléctrica y movimiento de cargas

3.1 Definición de intensidad de corriente I: movimiento de electrones

3.2 La densidad de corriente J

3.3 Intensidad de corriente eléctrica y ley de Ohm en forma local

4 La ley de Ohm clásica o macroscópica

4.1 Ley de Ohm clásica

4.2 Definición de resistividad y su relación con la resistencia

4.2.1 Resistividad

4.2.2 Resistencia eléctrica de un conductor

4.2.3 Dependencia de la resistividad con la temperatura

4.2.4 Materiales de comportamiento lineal u óhmico

4.2.5 Materiales no lineales, como los semiconductores o los superconductores

5 Energía en los circuitos eléctricos: disipación y suministro

5.1 Consecuencias energéticas de la ley de Ohm: disipación y el efecto Joule

5.2 Suministro de energía: fuerza electromotriz

6 Véase también

7 Referencias

8 Bibliografía

9 Enlaces externos

Introducción histórica

Retrato de Georg Simon Ohm

Véase también: Georg Simon Ohm

Georg Simon Ohm nació en Erlangen (Alemania) el 16 de marzo de 1789 en el seno de una familia protestante, y desde muy joven trabajó en la cerrajería de su padre, el cual también hacía las veces de profesor de su hijo. Tras su paso por la universidad dirigió el Instituto Politécnico de Núremberg y dio clases de física experimental en la Universidad de Múnich hasta el final de su vida. Falleció en esta última ciudad el 6 de julio de 1854.

Poniendo a prueba su intuición en la física experimental consiguió introducir y cuantificar la resistencia eléctrica. Su formulación de la relación entre intensidad de corriente, diferencia de potencial y resistencia constituye la ley de Ohm, por ello la unidad de resistencia eléctrica se denominó ohmio en su honor.

V =R\cdot I \quad ; \quad R= \frac V I \quad ; \quad I= \frac V R

Sufrió durante mucho tiempo la reticencia de los medios científicos europeos para aceptar sus ideas pero finalmente la Real Sociedad de Londres le premió con la Medalla Copley en 1841 y la Universidad de Múnich le otorgó la cátedra de Profesor de Física en 1849.4

En 1840 estudió las perturbaciones sonoras en el campo de la acústica fisiológica (ley de Ohm-Helmholtz) y a partir de 1852 centró su actividad en los estudios de carácter óptico, en especial en los fenómenos de interferencia.

Experimentos y artículos publicados

Balanza de torsión de Ohm

Años antes de que Ohm enunciara su ley, otros científicos habían realizado experimentos con la corriente eléctrica y la tensión. Destaca el caso del británico Henry Cavendish, que experimentó con la botella de Leyden en 1781 pero no llegó a publicar sus conclusiones, hasta que más de 100 años después, en 1879, James Clerk Maxwell las publicó.4

En la actualidad disponemos de muchos instrumentos que nos permiten medir con precisión la tensión y la corriente eléctrica pero en el siglo XIX muchos dispositivos, tales como la pila Daniell y la pila de artesa, no estaban disponibles. Los aparatos que medían la tensión y la corriente de la época no eran suficientes para obtener lecturas precisas para el desarrollo de la fórmula que George S. Ohm quería obtener.

Es por ello por 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 Ørsted, 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.4

Mediante este circuito llegó a encontrar una expresión que representaba correctamente todo los datos obtenidos:

V= 0,41 log( 1+x )

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):5

R = \frac V I ; \quad V =R\cdot I ;\quad I=\frac V R

Este último artículo recibió una

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