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ELECTRON INTERIOR Concepto de tensión, intensidad, resistencia ...(Parte 1)

 

George Simon Ohm, formuló en 1827 la que se conoce como Ley de Ohm. Posiblemente una de las leyes fundamentales de la electrónica.

Primero definió matemáticamente las tres magnitudes físicas principales de la electrónica:

  • Voltaje (o Diferencia de Potencial): Representa la “fuerza que tiene la energía eléctrica” entre los polos positivo y negativo. Es similar a la que existe entre los polos de los imanes, en los que las fuerzas de atracción y repulsión son invisibles pero están presentes. La fuerza representada por el voltaje impulsa la electricidad por los conductores y componentes electrónicos de un circuito, haciéndolo funcionar. Se mide en Voltios.
  • Intensidad (o Corriente): Representa el flujo de energía eléctrica durante un determinado período de tiempo, es decir, la “velocidad con que circula la energía eléctrica”. En un circuito electrónico esta velocidad es variable, ya que para funcionar necesita que por algunos de sus componentes la energía circule con más rapidez que por otros. Se mide en Amperios.
  • Resistencia: Representa la “oposición al paso de la energía eléctrica”. Sirve para regular la corriente y el voltaje según lo requiera cada componente de un circuito electrónico. Libera la energía sobrante en forma de calor (Efecto Joule). Se mide en Ohmios.

PersonajesVRI.png

En el símil hidráulico de la siguiente figura, el Voltaje (V) vendría representado por la diferencia de Altura del agua, la Resistencia (R) por el Ancho del tubo, y la Corriente (I) por el Caudal del agua que sale.

 

SimilHidraulicoLeyOhm

La Ley de Ohm relaciona estas tres magnitudes físicas, siendo su enunciado el siguiente:

La Corriente en un circuito eléctrico varía de manera directamente proporcional a la Diferencia de Potencial aplicada, e inversamente proporcional a una propiedad característica del circuito que llamamos Resistencia.

O sea, que un aumento del Voltaje (mayor Altura de agua) o disminución de la Resistencia (tubo más Ancho), provoca un aumentando proporcional de la Corriente eléctrica (mayor Caudal de agua)

SimilHidraulicoLeyOhm_2


Su formulación matemática es:

LeydeOhm

 

La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte del mismo. Analicemos la parte del circuito que analicemos, siempre se cumplirá.

 

Reforcemos los conocimientos adquiridos con el siguiente ejemplo: Imagina que tienes dos mangueras unidas, una más ancha que la otra y conectadas a una llave de agua.

  • El Voltaje sería la fuerza con la que sale el agua de la llave.
  • La Corriente sería la velocidad del agua al pasar por el interior de cada una de las mangueras.
  • La Resistencia sería la oposición al paso del agua en la pieza de unión y por la diferencia de grosor entre las dos mangueras.

SimilHidraulico_V_I_R

En este símil hidráulico, la corriente sería continua, ya que el agua va siempre en el mismo sentido. Si el agua cambiara su dirección de circulación cada cierto tiempo, sería equivalente a la circulación de corriente alterna.

 

Solo a título informativo, comentar que para el análisis de circuitos de corriente alterna se sustituye la Resistencia (R) por la Impedancia (Z), que tiene en cuenta los desfases entre Voltaje e Intensidad y los efectos de los campos electromagnéticos producidos en los componentes electrónicos del circuito. Pero lo más normal en electrónica básica es analizar los circuitos en corriente continua o aplicar simplificaciones que nos permitan analizarlos como si lo fueran.

Y antes de entrar en materia, una curiosidad…, ¿cuántos electrones, como unidad de carga eléctrica mínima, se están moviendo cuando decimos que la corriente que circula es de 1 Amperio?

Pues, medido experimentalmente en laboratorio, nada menos que aproximadamente 6,241509×1018 electrones cada segundo.

A la carga eléctrica de estos más de 6 trillones de electrones se la llama Culombio. Por lo tanto:

1 Amperio = 1 Culombio x 1 Segundo

De ella deriva el Faradio como unidad para medir la capacidad de almacenar carga de los condensadores. O los A.h (Amperios-Hora) para medir la cantidad de electricidad que puede almacenar una batería. Con esta información, ya puedes averiguar cuantos electrones de más se almacenan en cualquier dispositivo (carga negativa), o cuanta falta de electrones (carga positiva) acumula. En el símil hidráulico sería el equivalente a la cantidad de agua acumulada en el depósito de agua.

 

Fuente: Taller electrónica

 

FV01.jpg

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