Control del flujo de corriente.

El comportamiento del flujo de corriente está regido por la ley de Ohm y sus derivaciones, que son la base del estudio de la electricidad.

Resistencias:

Todo material ofrece cierta oposición al flujo de corriente, oposición que puede ser grande o pequeña.

Esta oposición se le denomina resistencia.

La resistencia depende:

1. Longitud.
2. Área de sección transversal.
3. Temperatura.
4. Material del que está hecho.

1. Longitud:

Si comparamos dos conductores de igual material y sección pero de diferente longitud cada uno, el de mayor longitud tiene mayor resistencia al movimiento de los electrones debido a que éstos tienen un mayor camino que recorrer.

En cambio, el que tiene menor longitud tiene menor resistencia al movimiento de electrones debido a que éstos tienen un menor camino que recorrer.

2. Área de sección transversal:

Al comparar dos conductores de igual material y longitud pero de diferente sección, notamos que en el de mayor sección existe un mayor número de electrones, por lo que circula una corriente más intensa.

Por lo tanto, La resistencia es menor, cuando mayor sea la sección del conductor.

3. Temperatura:

Los cambios de temperatura influyen en los materiales, tanto es así, que la resistencia de los metales puros aumenta con la temperatura.

Por lo tanto, Entre mayor sea la temperatura de un material, mayor es la resistencia de este.

4. Material:

Una propiedad de los materiales es la conductancia y está definido como la facilidad con que un material deja fluir la corriente.

A mayor conductancia mayor cantidad de corriente permitirá fluir. Como el conductor más comúnmente utilizado es el cobre, todos los metales tienen una clasificación de conductancia, que indica la eficacia con que conduce la corriente en comparación con el cobre.

A está conductancia se le llama conductancia relativa o coeficiente de conductividad. 

Por lo tanto, cuanto mayor sea el coeficiente de conductividad que tiene el conductor, menor es la resistencia al paso de corriente.

La conductancia es la inversa de la resistencia y se mide en S (Siemens).

En la tabla siguiente se muestra la conductancia relativa de algunos materiales:

Conductancia Relativa (Respecto al cobre):

Metal	Conductancia relativa	Metal	Conductancia relativa
Plata	1.0800	Fierro	0.1490
Cobre	1.0000	Níquel	0.1290
Oro	0.7250	Estaño	0.1210
Aluminio	0.6250	Acero	0.1160
Zinc	0.2750	Plomo	0.0810
Latón	0.2770	Mercurio	0.0180
Platino	0.1720	Carbono	0.0004

Resistencia específica:

Otra propiedad de los materiales es la resistividad o la resistencia específica.
La resistividad es la resistencia que ofrece un conductor de 1 metro de longitud y 1mm2 de sección a una temperatura de 20°.
A cada tipo de material le corresponde un coeficiente de resistividad, es decir, indica el grado de resistencia que opone ese material al paso de la corriente.

Coeficiente de resistividad:

Metal	Coef. Resistividad	Metal	Conductancia relativa
Plata	0.016	Platino	0.1
Oro	0.018	Hierro	0.106
Cobre	0.022	Estaño	0.11
Aluminio	0.028	Plomo	0.208
Zinc	0.06	Carbono	66.667
Latón	0.07

Resistores:

Los dispositivos que se usan para aumentar la resistencia en un circuito eléctrico son los resistores.

Son fabricados con materiales que ofrecen una alta resistencia al paso de la corriente eléctrica, lo más comunes son:

• Nicromo
• Constantán.
• Manganina.

Código de colores:

Existe un método estándar para saber el valor óhmico de los resistores. 

Este código está compuesto por bandas de colores divididos en dos grupos:

1.  El primer grupo consiste de tres o cuatro de estas bandas, de las cuales las primeras dos o tres indican el valor nominal del resistor y la última es un multiplicador para obtener una escala.
2.  El segundo grupo está compuesto por una sola banda y es la tolerancia expresada como un porcentaje, dicha tolerancia proporciona el campo de valores dentro del cual se encuentra el valor real de la misma.

Ley de Ohm:

La ley de Ohm, establece que, en un circuito eléctrico el valor de la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito.

La ley de Ohm permite conocer el voltaje en un elemento del circuito conociendo su resistencia  y la corriente que fluye a través de él. 

V/I=R 

Voltaje = V

Resistencia = R

Corriente = I

En otras palabras esta ley nos dice:

• A más voltaje, más corriente; a menos voltaje, menos corriente.
• A más resistencia, menos corriente; a menos resistencia, más corriente. 

La generación de corriente eléctrica está ligada a dos condiciones:

a) La existencia de una fuerza propulsora, la fuerza que hemos denominado fuerza electromotriz (f.e.m)

b) A la existencia de una fuerza propulsora, cerrado, que une los dos polos de la fuente de voltaje.

La intensidad de la corriente depende tanto de la magnitud de la fuerza electromotriz (V) como de la resistencia del circuito (R).

Esa dependencia fue precisada por el físico George Simon Ohm, quien formulo la ley más importante de la electrotecnia, llamada por eso, ley de Ohm.

Circuitos en serie y en paralelos:

La resistencia en un circuito eléctrico puede estar dispuestas en serie o en paralelo.

Circuito  de corriente continúa en Serie:

 Cuando se tienen N resistencias conectadas en serie la resistencia total del circuito es igual a la suma de todas las resistencias.
Son aquellos circuitos donde la energía eléctrica solamente dispone de un camino, lo cual hace que no interesen demasiado lo que se encuentre en el medio y los elementos que la componen no pueden ser independientes.
O sea aquí solamente existe un único camino desde la fuente de corriente hasta el final del circuito  (que es la misma fuente).

Circuito de corriente continúo en paralelo:

Se dice que varios elementos están en paralelos cuando la caía del potencial entre todos aquellos es la misma. 

Al haber tres caminos alternativos para el paso de la corriente, la facilidad de paso (conductancia) ha aumentado: la facilidad total es la suma de facilidades. La conductancia ha de ser la suma de las conductancias componentes.

Inductancia:

La inductancia se expresa en Henrios (H). 

La inductancia (L) se opone al cambio del flujo de corriente.

El dispositivo que cumple eficazmente esta función es el inductor,  que físicamente es una bobina que tiene numerosas espiras de alambre de cobre, de un diámetro muy fino y con un forro o un aislante, arrollados en un tubo de baquelita.

¨Cuando un flujo de electrones circula a lo largo de un conductor, empieza a expandirse un campo magnético desde el eje del conductor. Las líneas de fuerza del campo magnético se mueven hacia afuera, a través del material conductor, continuando después por el aire, induciendo un voltaje en el propio conductor. Este voltaje inducido tiene siempre una dirección opuesta, al de la circulación de corriente. Debido a dicha dirección opuesta, a este voltaje se le llama Fuerza contra electromotriz ¨

El efecto de la fuerza contra electromotriz que se crea en el conductor es el de oponerse al valor máximo de la corriente, aunque esta es una condición temporal.
Cuando la corriente que pasa por el conductor alcanza finalmente un valor permanente, las líneas de fuerza dejan de expandirse o moverse y ya no se produce f.c.e.m.

Existen dos tipos de inductores:

1. Inductores fijos:

A los inductores fijos no se le puede variar su valor, una vez que sean fabricado su valor permanece constante.  Estos inductores pueden tener un núcleo de aire o de hierro.  

                      Inductores con núcleo                      Inductores con núcleo  

                                De hierro.                                            De aire.

2. Inductores variables:

A los inductores variables se le puede variar el valor de la inductancia en cierta escala. Están fabricados de manera que el núcleo se puede mover dentro del devanado.  De esta manera, la posición de núcleo determina el valor de la inductancia. Se representan:

Capacitancia:

Así como la inductancia se opone ante cualquier cambio en la corriente, la Capacitancia (C) se opone ante cualquier cambio de voltaje. 

El dispositivo que introduce la capacitancia a los circuitos es el capacitor.  Este dispositivo almacena energía en un campo electrostático y la libera posteriormente. 

Un capacitador está formado por dos placas conductoras paralelas entre sí, separadas por una capa delgada de material aislante, a este material no conductor se le conoce como dieléctrico. 

Potencia de electricidad - Ley de Joule:

Establece que todo conductor recorrido por una corriente se calienta, lo cual produce el llamado ¨Efecto Calórico¨  de la corriente eléctrica.

La cantidad de calor se mide en calorías. Una caloría (Cal) es la cantidad necesaria para llevar a 1°C  la temperatura de 1g de agua.