lunes, 14 de diciembre de 2009

Datos adicionales de la Ley de Ohm

La resistencia eléctrica R de un conductor, como en un cable metálico, es directamente proporcional a su longitud L e inversamente proporcional a al área de su sección transversal A. Estas magnitudes están relacionadas a través de una constante del material llamada resistividad eléctrica ?, de acuerdo con la expresión:



o bien:



Frecuentemente es más conveniente pensar en términos de paso de corriente eléctrica en vez de resistencia, y así la cantidad de conductividad eléctrica s, puede ser definida como el reciproco de la resistividad eléctrica:



Intensidad: El flujo de carga que recorre un cable se denomina intensidad de corriente (i), y es la cantidad de coulombs que pasan en un segundo por una sección determinada del cable. Un coulomb por segundo equivale a 1 amper, unidad de intensidad de corriente eléctrica. Para poder estudiar que pasa en un circuito eléctrico sometido a corriente, se parte de supuestos:

a) la cantidad de cargas es la misma, no hay sumideros ni generadores de carga, independientemente de la sección.

b) la corriente no es un vector.

c) las cargas eléctricas no se mueven libremente, si no que son arrastradas por el campo eléctrico.

Resistencia: Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores como aislantes, ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita necesariamente la corriente. La unidad empleada para cuantificar la resistencia es el ohmio (O), que se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amper en un circuito con una fem de 1 volt.

Todos los componentes de un circuito eléctrico exhiben en mayor o menor medida una cierta resistencia.

El voltaje, denotado con la letra V (y algunas veces "E", representando la fuerza electromotriz), es el empuje de electrones a través del cable o alambre, y es medido en voltios. Cuando el voltaje es aplicado a un alambre sería poco inteligente tocarlo, pero sin voltaje el alambre sería inofensivo. En la analogía del flujo del agua, el voltaje es análogo al peso del agua en la torre que empuja el agua a través de todas las tuberías.

Ley de Ohm Microscópica

La ley de Ohm puede ser también expresada en forma microscópica, la cual es independiente de la forma del conductor eléctrico como



o bien como:




Donde:


J = densidad de corriente (A/m2)

E = campo eléctrico (V/m)

Sigma = resistividad eléctrica (O m)

s = conductividad eléctrica (O m) -1

La densidad de corriente J y el campo eléctrico E, son vectores cuantitativos con magnitud y dirección.

Para ampliar la información, puedes consultar el siguiente libro que podrás encontrar en la Biblioteca de la UC3M



SERWAY, RA & JEWETT, JW. “FISICA” Volumen 2. 3ª edición Ed Thomson 2003
Resúmen del libro:

A la hora de preparar este libro de texto, una de las principales motivaciones de los autores fue el creciente interés existente en la reforma del plan de estudios de los cursos de Física introductoria, principalmente gracias a los esfuerzos del proyecto IUPP, Introductory University Physics Project, (proyecto de enseñanza universitaria de introducción a la Física), patrocinado por la Asociación Americana de Profesores de Física y el Instituto Americano de Física. Los objetivos principales de este proyecto son: •Reducir el contenido del curso, de acuerdo con el principio de que "el que poco abarca, puede apretar más". • Incorporar en el curso los conceptos de Física contemporánea de una manera natural. • Organizar el curso en el contexto de uno o varios "guiones de motivación". • Tratar a todos los alumnos de una manera equitativa. Los autores se vieron involucrados activamente en la revisión y planificación de algunos de los modelos específicos, de forma que esto, queda reflejado en su obra. La influencia de los distintos modelos del IUPP en este libro se deja sentir, fundamentalmente, en los siguientes aspectos: • Se han dejado de lado algunos temas propios de la Física clásica como los circuitos de corriente alterna y los instrumentos ópticos, y se hace un menor énfasis en el movimiento de los cuerpos rígidos, en la óptica y en la termodinámica. • Algunos temas propios de la Física del siglo XX, como la relatividad especial, la cuantización de la energía y el modelo de Bohr para el átomo de hidrógeno, se introducen relativamente pronto dentro del texto. • Se ha hecho un esfuerzo deliberado para mostrar la unidad subyacente a las distintas teorías físicas. • Como forma de motivación, el libro trata de poner en relación los principios de la Física con cuestiones de interés social, fenómenos naturales y avances tecnológicos notables. Esta tercera edición del libro de Física se presenta en dos volúmenes, de acuerdo con la estructura más común de los cursos universitarios de Física general. En el volumen 1 se incluyen los temas relativos a Mecánica, Oscilación y Ondas y Termodinámica. Mientias que en el volumen 2 se presentan los temas relativos a Electricidad y Magnetismo, Luz y Física Moderna.
ISBN: 8497321685

Ley de Ohm Macroscópica

Consideremos un cable de cobre con sus extremos conectados a una fuente eléctrica, si se aplica a este cable una diferencia de potencial V, fluirá una corriente I proporcional a la resistencia R del cable. Según la ley de Ohm, el flujo de corriente I es proporcional al voltaje aplicado V, e inversamente proporcional a la resistencia del cable, expresándolo matemáticamente como:






Donde:

I = corriente eléctrica, A (amperios)

V = diferencia de potencial V (voltios)

R = resistencia del conductor O (ohmios)

La ecuación anterior, es comúnmente llamada la forma macroscópica de la ley de Ohm, ya que los valores de I, V y R son dependientes de la forma geométrica de un conductor eléctrico particular.

Para ampliar la información, puedes consultar el siguiente libro que podrás encontrar en la Biblioteca de la UC3M



TIPLER, PA & MOSCA, G. “FISICA” Volumen 2. 5ª edición Ed Reverté 2005

Resúmen del libro:

La Física para la Ciencia y la Tecnología de Paul A. Tipler es una referencia obligada para los cursos de física universitarios por su impecable claridad y precisión. Paul A. TIPLER y Gene MOSCA desarrollan nuevas formas de exponer la física con la intención de no abrumar a los estudiantes sin simplificar en exceso el contenido. Gene Mosca ha revisado escrupulosa y críticamente todas las explicaciones y ejemplos del texto desde la perspectiva de los estudiantes de los primeros cursos universitarios. Esta nueva edición incorpora además muchas herramientas y técnicas pedagógicas. El resultado es un texto que mantiene su solidez tradicional y que al mismo tiempo ofrece a los estudiantes las estrategias que necesitan para resolver los problemas y para conseguir una comprensión eficaz de los conceptos físicos.
ISBN: 8429144102

Biografía de Georg Simon Ohm

Georg Simon Ohm, físico y matemático alemán, nació el 16 de marzo de 1789 en Erlangen, Bavaria. Tanto su padre, de profesión cerrajero, con una amplia cultura para la época obtenida de forma autodidacta, como la madre, se encargaron de transmitir a los hijos conocimientos de matemática, física, química y filosofía.

Hacia 1805 Georg Simon ingresó en la Universidad de Erlangen, la que abandonó después del tercer semestre, al interferir la vida disoluta que llevaba con los estudios. Por ese motivo sus padres lo enviaron a Suiza, donde comenzó a trabajar como profesor en una escuela de Gottstadt bei Nydan y continuó estudiando matemáticas.

En 1811 regresó a la Universidad de Erlangen y al concluir los estudios el gobierno de Bavaria le ofreció un puesto de profesor de matemáticas y física en una modesta escuela de Bamberg, pero como sus aspiraciones eran llegar a ser profesor universitario, decidió que a partir de ese momento tendría que demostrar su valía de alguna forma para lograr el reconocimiento del gobierno.

Seis años después recibió una oferta para impartir clases de matemáticas y física en un Liceo Jesuita de Colonia. En esa institución, con mejores condiciones materiales que en las anteriores donde había trabajado, pudo contar con un laboratorio de física bien equipado. Ahí comenzó a realizar sus primeros experimentos con electricidad después de conocer las investigaciones llevadas a cabo en 1820 por el físico danés Øersted.

Como resultado de sus investigaciones, en 1827 Georg Simon Ohm descubrió una de las leyes fundamentales de la corriente eléctrica, que hoy conocemos como “Ley de Ohm”. Esa importante ley postula que “la corriente que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión que tiene aplicada, e inversamente proporcional a la resistencia que ofrece a su paso la carga que tiene conectada”. La representación matemática de dicha ley es la siguiente:


REPRESENTACIÓN DE LA FÓRMULA GENERAL DE LA LEY DE OHM PARA UN CIRCUITO ELÉCTRICO CERRADO









La representación de la izquierda constituye la fórmula matemática general de la Ley de Ohm, donde " I " es la intensidad de la corriente en ampere (A) que fluye por un circuito eléctrico cerrado; (E) la tensión o voltaje en volt (V) aplicado al propio circuito y (R) el valor en ohm () de la resistencia o carga que tiene conectada. La fórmula de la derecha constituye una variante más práctica, donde "V", al igual. que en la fórmula anterior, representa la tensión o voltaje; " I " la intensidad de la corriente en ampere (A) y "R" la resistencia en ohm de la carga aplicada.


Esta ley evidencia la estrecha relación existente entre el flujo o intensidad de la corriente ( I ) en ampere (A) que circula por un circuito eléctrico cerrado; la tensión o voltaje (E), en volt (V), que tiene aplicado y el valor de la resistencia (R), en ohm, de la carga conectada a ese circuito.

Pero su trascendental descubrimiento no fue reconocido por parte de los físicos de la época, ni le sirvió tampoco para ver realizado su sueño de obtener el ansiado nombramiento de profesor universitario.

Su amargura por el poco reconocimiento recibido quedó reflejada en un escrito donde exponía el resultado de sus investigaciones, titulado “Teoría matemática del circuito galvánico”. En el prólogo aparece la siguiente cita: “las circunstancias en que he vivido hasta ahora no han sido, ciertamente, las más favorables para que me animasen a proseguir mis estudios; la indiferencia del público abate mi ánimo y amenaza extinguir mi amor por la ciencia”.

En marzo de 1828 decidió establecerse en Berlín y en 1833 aceptó un puesto como profesor en Nüremberg. En 1842 la Real Sociedad lo admitió como miembro al reconocer el mérito que tenían sus trabajos investigativos y en 1845 la Academia Bávara lo nombro también miembro, con plenos derechos.

Hacia 1849 George Simon Ohm comenzó a desempeñar el puesto de conservador del gabinete de física de la Academia Bávara y a impartir también conferencias en la Universidad de Munich. En 1852 logró, finalmente, ver realizado el sueño de toda su vida al ser nombrado catedrático de física esta última Universidad.

Dos años después, el 6 de julio de 1854, falleció este insigne matemático y físico en la propia ciudad de Munich de su Baviera natal (actual Alemania). En honor a su memoria, veintisiete años después de su muerte, en la Exposición Internacional de Electricidad efectuada en París, en 1881, se adoptó el “ohm” y su símbolo (letra griega "omega") como unidad de medida de la resistencia eléctrica.

martes, 8 de diciembre de 2009

Mapa Conceptual

Buenos días,

Desde este apartado podrán visualizar el mapa conceptual de nuestro Blog Ley de Ohm.



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Bienvenidos a la Ley de Ohm

Buenas a todos.

Sed bienvenidos al mundo de la Ley de Ohm. Desde este blog, podréis conocer todos los datos relacionados con esta ley, así como libros de Interés y publicaciones en revistas que encontraréis en la gran biblioteca de la UC3M.

Espero ser de gran ayuda.
Un saludo
Blog Ley de Ohm