Ley de ohm

DEPARTAMENTO DE FÍSICA DE MATERIALES

MATERIALEN FISIKA SAILA

P.1- LEY DE OHM. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA.
CORRIENTE Y VOLTAJE
En los conductores existen cargas capaces de moverse libremente bajo la acción de un campo eléctrico. Si se mantiene una diferencia de potencial entre dos puntos del conductor se producirá una corriente eléctrica. Las cargas móviles se denominan PORTADORES DECORRIENTE (los electrones de valencia en el caso de los metales) ya que su movimiento constituye la corriente eléctrica que viene caracterizada por la INTENSIDAD (carga que atraviesa la sección del conductor por unidad de tiempo)

I = dQ/dt que viene expresada en AMPERIOS (A) en el sistema internacional. El movimiento de las
cargas tiende a anular la diferencia de potencial que lo produce, de modo quepara evitar que la corriente se anule es preciso mantener la diferencia de potencial. Esta función la realizan los GENERADORES (pilas o fuentes de tensión). La energía que un generador entrega a la unidad de carga que lo atraviesa se llama FUERZA ELECTROMOTRIZ (f.e.m.) y, si se desprecia la pérdida de energía que experimentan los portadores al atravesar el generador, la fuerza electromotriz esigual a la diferencia de potencial que aparece entre los bornes del generador (Va-Vb). Esta energía se disipa al recorrer la corriente el circuito, produciendo diversos efectos: químicos, mecánicos, magnéticos, calor, etc. Por otro lado, la energía cedida por la unidad de carga entre dos puntos de un circuito es igual a la diferencia de potencial entre dichos puntos. La suma de todas las caídas depotencial a lo largo de un circuito ha de ser igual a la f.e.m. del generador que lo alimenta, ya que la energía debe conservarse. La f.e.m. y la diferencia de potencial vienen expresadas en el sistema internacional en VOLTIOS. Ésta, junto con la ley de conservación de la carga dan lugar a las conocidas como leyes de Kirchhoff que permiten analizar las características de los circuitos eléctricos.LEY DE OHM
El movimiento de los electrones en un metal se ve entorpecido por los continuos choques que experimentan con los cationes (inmóviles). En condiciones usuales, y para la mayor parte de las sustancias, la corriente que circula a través de un tramo de material es directamente proporcional a la diferencia de potencial que existe entre sus extremos. Esto constituye la ley de Ohm. Sedenomina RESISTENCIA a la constante de proporcionalidad entre la diferencia de potencial V y la intensidad de corriente I:

V=RI

La unidad de resistencia eléctrica en el sistema internacional es el OHMIO (Ω).

FISICA II. Ley de Ohm. Conductividad. 14/01/08

1

Por otro lado, como se ha comentado anteriormente la resistencia en metales surge debido a la agitación térmica de los iones, y porlo tanto a la energía térmica (temperatura). El efecto del movimiento de los iones es el de crear una fuerza de tipo viscoso (proporcional a la velocidad) que se opone al desplazamiento de los electrones. Esta fuerza de fricción disipa la energía cinética ganada por los electrones entre choques y por lo tanto contribuye al aumento de la temperatura del conductor, es el conocido como efecto Joule(este es el fundamento de los calefactores eléctricos). La potencia así disipada viene dada a partir de la energía eléctrica de una carga en una diferencia de potencial (qV) como: P = dE/dt=d(qV)/dt= dq/dt= V I Además si se cumple la ley de Ohm se obtiene: P=I2R=V2/R (comprobarlo). MÉTODO EXPERIMENTAL PARA LA MEDIDA DE RESISTENCIAS La figura 1 muestra un circuito típico para la medida de unaresistencia desconocida R.

Rv
a

A

Amperímetro
Amplif. IN

Rv

V OUT

Rp
b

V
Voltímetro

A cero

Figura 1

Cilindro metálico

Figura 2

Variando la posición del cursor en la resistencia de valor variable Rv varía la resistencia total del circuito Rv+R y por lo tanto varía la intensidad de la corriente, que se determina con el amperímetro. Al mantener la diferencia de...