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Corriente y resistencia
CORRIENTE Y RESISTENCIA ELECTRICA
La corriente eléctrica se define como el paso de carga a través de un área determinada, figura 101.
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Figura 101.
Las unidades de corriente eléctrica en el sistema internacional de unidades es el
amperio (A). Unidad que recibe este nombre en a honor André-Marie Ampère (1775 – 1827) matemático y físico francés.
Definiremos la densidad de corriente como la cantidad por unidad de área, esto
es
La densidad de corriente nos brinda información sobre cuanta corriente fluye por unidad de área en un conductor determinado.
La dirección de la corriente se toma como aquella en la que fluyen las cargas positivas, figura 102.
Figura 102.
En un conductor las partículas responsables de la corriente son los electrones. Para que en un conductor haya un flujo neto de carga se necesita que al interior de este se establezca un campo eléctrico, figura XIV.
La relación entre el campo eléctrico responsable de generar el movimiento de cargas (corriente) y la densidad de corriente está dada por la ley de Ohm.
De donde �� es una constante llamada resistividad eléctrica, la cual depende de las propiedades físicas del material.
La resistividad depende de la temperatura del material y está dada por
��(��)= ��0[1+ ��(��− ��0)]
De donde ��0 es la resistivida a temperatura ambiente (20 0C) y �� es el coeficiente de temperatura. En la tabla No. 2. Se presentan algunos valores típicos para la resistividad eléctrica, y la tabla No.3. se dan valores ��.
Otra forma de la ley de expresar la ley de Ohm en pensar que para establecer una corriente en el conductor hay colocar entre los extremos de este una diferencia de potencial V. La corriente que aparece es directamente proporcional a la diferencia de potencial, esto es
De donde ��, es una constante de proporcionalidad llamada resistencia eléctrica. Si se combina las dos expresiones para la ley de Ohm se tiene que
De donde l es la longitud del conductor y A el área de la sección transversal de este que es atravesada por la corriente.
Si se reemplaza la definición de ρ en la expresión para la resistencia se tiene que esta depende de la temperatura
��(��)= ��0[1+ ��(��− ��0)]
De donde ��0 es la resistencia a temperatura ambiente.
A todos los materiales que siguen la ley de Ohm se les dice que son Óhmicos. Existen algunos materiales cuya resistencia cae abruptamente a cero para un valor típico (critico), estos materiales que no presentan oposición al paso de la corriente se llaman superconductores.
Dado que en su inmensa mayoría todos los materiales presentan oposición al paso de la corriente, por la “fricción” de los electrones con la red del material se tiene que toda resistencia eléctrica disipa energía en forma de calor, a este fenómeno se le conoce como efecto joule. La potencia disipada por una corriente está dada por
De donde ��, es la diferencia de potencial entre los extremos de la resistencia e I, la corriente que la atraviesa.
Se tiene que las resistencias al igual que los capacitores también se pueden conectar en serie o en paralelo. Y al igual que los capacitores las redes de resistencias conectadas en serie o paralelo se pueden reducir a una sola resistencia equivalente.
Figura 103. Resistencias en serie
La resistencia equivalente para n resistencias conectadas en serie es
������������ = ��1 + ��2+....+����
Figura 104. Resistencias en paralelo
La resistencia equivalente de n resistencia conectadas en paralelo es
1 1 ��1 1 ��2 1 ��3
