Ley De Ohm

INTRODUCCIÓN

Se inicia el estudio de dispositivos eléctricos considerando el efecto de campos eléctricos en conductores.
Un metal u otro material conductor eléctrico contienen electrones libres, es decir, no enlazados a ningún átomo en particular. Si se aplica un voltaje (una diferencia de potencial) entre los dos extremos de un trozo de metal, los electrones libres se moverán bajo lainfluencia del campo eléctrico. El flujo de electrones es obstaculizado por colisiones entre los electrones en movimiento y los átomos del material. Estas colisiones producen calor (efecto de Joule), o sea, la energía eléctrica se disipa en energía térmica. La oposición a la movilidad de los electrones o resistencia, es la constante de proporcionalidad entre el voltaje y la corriente.
Cuando lamagnitud de esta corriente de electrones, aumenta linealmente al incrementar el voltaje, se dice que el material sigue la ley de Ohm. Entonces, matemáticamente la ley de Ohm se escribe:
V = I ⋅ R [1]
Donde V es el voltaje aplicado a través del material (que se mide en volts (V)), I es la magnitud de la corriente eléctrica (que se mide en amperes (A)), y R es la resistencia eléctrica(que se mide en ohms (Ω)).

MARCO TEORICO

La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistenciaeléctrica.
La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.1
Esta ley tieneel nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.Esta ley se cumple para circuitos y tramos de circuitos pasivos que, o bien no tienen sin cargas inductivas ni capacitivas (únicamente tiene cargas resistivas), o bien han alcanzado un régimen permanente (véase también «Circuito RLC» y «Régimen transitorio (electrónica)»). También debe tenerse en cuenta que el valor de la resistencia de un conductor puede ser influido por la temperatura.

Lascargas se mueven en un conductor para producir una corriente bajo la acción de un campo eléctrico dentro del conductor. Un campo eléctrico puede existir en el conductor en este caso debido a que estamos tratando con cargas en movimiento, una situación no electrostática. Considere un conductor de área transversal A que conduce una corriente I. La densidad de corriente J en el conductor se define como lacorriente por unidad de área. Puesto que la corriente I=nqvdA, la densidad de corriente es:

Donde J tiene unidades del Sistema Internacional A/m2. La expresión es válida sólo si la densidad de corriente es uniforme y sólo si la superficie del área de la sección transversal A es perpendicular a la dirección de la corriente. En general, la densidad de corriente es una cantidad vectorial:

Apartir de esta definición, vemos otra vez que la densidad de corriente, al igual que la corriente, está en la dirección del movimiento de los portadores de carga negativa.
Una densidad de corriente J y un campo eléctrico E se establece en un conductor cuando se mantiene una diferencia de potencial a través del conductor. Si la diferencia de potencia es constante, la corriente también lo es. Es...