Ley de Ohm. Historia y patrón

La ley de Ohm es una fórmula que expresa la relación matemática entre corriente, voltaje y resistencia en un circuito eléctrico. Es una ley experimental y en algunos materiales (principalmente metales) se cumple con bastante precisión para las condiciones de flujo de corriente especificadas. ¿Cuál es la historia de esta ley? Cual es el patron?

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1. ¿Qué es la ley de Ohm?

La ley de Ohm dice que la corriente que fluye a través de un conductor es proporcional al voltaje entre los extremos del conductor. Fue descubierto en los años 1825-1826 por un profesor de matemáticas alemán, luego físico, profesor de la Universidad de Munich y la Universidad Tecnológica de Nuremberg, Georg Simon Ohm.

2. La historia de la creación de la ley de Ohm

En 1822, Humphry Davy publicó los resultados de una investigación sobre la conducción de corriente eléctrica en metales. Como resultado de estas pruebas, la conductividad de los alambres metálicos es inversamente proporcional a su longitud y directamente proporcional al área de la sección transversal. Este investigador también ordenó los conductores de acuerdo con su capacidad para conducir electricidad.

Algún tiempo después, el entonces profesor de matemáticas de secundaria George Simon Ohm, estudió la dependencia de la corriente eléctrica a las dimensiones de un conductor y voltaje aplicado a partir de 1825, pero su trabajo fue complicado y poco claro, por lo que no recibió mucho reconocimiento.

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En 1826, Ohm presentó los resultados de su investigación en una forma similar a lo que se conoce hoy en día, afirmando que la corriente que fluye en el conductor es proporcional al voltaje aplicado. Sin embargo, todavía pasaron varios años antes de que la comunidad científica aceptara sus afirmaciones.

En los años 1845-1847, otro investigador, Gustav Kirchhoff, realizó un análisis teórico del flujo de corriente y relacionó su densidad con el campo eléctrico dentro del conductor. En 1900, Paul Drude formuló su modelo de la conductividad de los metales, explicando la proporcionalidad de la corriente al voltaje, según lo establecido por Ohm.

Ahora se sabe que muchos materiales se comportan de manera diferente a lo que afirma Ohm. No se respeta la proporcionalidad de voltaje y corriente y no siempre se cumple la ley de Ohm. Los componentes y materiales electrónicos para los que se cumple la ley de Ohm se denominan lineales (u óhmicos) y aquellos para los que no son lineales (o no óhmicos).

La ley de Ohm no es una ley universal de la naturaleza, sino solo una relación válida para materiales de cierta clase, dentro de un rango limitado de corrientes y voltajes. Sin embargo, esta ley tiene una gran importancia tanto histórica como práctica. Fue la primera descripción matemática cuantitativa de una corriente eléctrica.

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3. Fórmula para la ley de Ohm

Para los conductores, el voltaje entre sus extremos es proporcional a la corriente que fluye a través del conductor. A cierta temperatura, el coeficiente de proporcionalidad es constante y lo llamamos resistencia del conductor.

Para un conductor con una resistencia R, a través del cual fluye una corriente de intensidad I, la tensión U entre sus extremos es:

U = yo x R

La unidad de resistencia es Ω [ohmios].

La resistencia puede estar relacionada con la geometría del conductor. Para un conductor de longitud ly sección transversal S, la resistencia será:

R = p x l / S

donde p es la resistividad y depende del material del que está hecho el conductor.

Esta ley define la resistencia como la relación voltaje-corriente. Depende de la temperatura y crecerá linealmente con la temperatura de los metales. Si a una determinada temperatura T0 la resistencia será R0, entonces a la temperatura ΔT será:

RΔT = R0 + R0⋅α⋅ΔT

donde α es el coeficiente de temperatura de resistencia

En el caso de los materiales semiconductores, la resistencia disminuirá exponencialmente al aumentar la temperatura.

A temperatura ambiente, la resistencia específica entre el vidrio es de 1.7⋅10−8Ωm, mientras que el vidrio es 1018 veces mayor.

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