Física grado 9

Trabajo 

Corriente, voltaje y resistencia

El flujo de electricidad por un objeto, como un cable, se conoce como corriente (I). Se mide en amperios (A); si la corriente es muy pequeña entonces se describe en mili amperios (mA), 1000 mA = 1A. La fuerza conductora (presión eléctrica) tras el flujo de una corriente se conoce como voltaje y se mide en voltios (V) (también se puede referir al voltaje como la diferencia potencial o fuerza electromotora). La propiedad de un material que limita el flujo de corriente se conoce como resistencia (R), la unidad de resistencia es el ohmio (Ω). La denominación más correcta de la resistencia a una corriente alterna es impedancia pero, en esta aplicación, consideraremos que resistencia e impedancia son equivalentes.

La relación entre corriente, voltaje y resistencia se expresa por la ley de Ohn. Determina que la corriente que fluye en un circuito es directamente proporcionar al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito, siempre que la temperatura se mantenga constante.

Ley de Ohm:        Corriente (I) = Voltaje (V) / Resistencia (R)

Para incrementar el flujo de corriente en un circuito, se debe elevar el voltaje o reducir la resistencia.

En la Figura 1a se muestra un circuito eléctrico simple. El flujo de electricidad a través del circuito se ilustra por analogía con el sistema de agua presurizada de la Figura 1b.

En el circuito eléctrico, el suministro de potencia genera una presión eléctrica (voltaje) equivalente a la bomba que genera presión de agua en la tubería; y la bombilla proporciona la resistencia del mismo modo que la restricción del sistema de agua. El amperímetro es equivalente al medidor de flujo y el voltímetro mide la diferencia de presión eléctrica a cada lado de la restricción en el sistema de agua. Se producirá una caída de voltaje debido a la energía que se emplea en transmitir la corriente por la bombilla, que tiene una resistencia mayor que la del cable en el circuito. Del mismo modo, la presión de agua en (A) será inferior a la de (B).

Figura 1a Circuito de corriente simple	Figura 1b Sistema de agua presurizada

La resistencia global de un objeto depende de diversas propiedades incluida su longitud, área de sección transversal y tipo de material. Cuanto más largo sea el conductor, mayor será la resistencia; por ejemplo, un cable de dos metros ofrece el doble de resistencia que un cable de un metro de propiedades similares. Cuanto mayor sea la sección transversal de un conductor, menor será su resistencia; los tendidos de líneas aéreas tienen una resistencia mucho menor a una lámpara de flexo de la misma longitud. Diferentes materiales tienen también diferentes capacidades para conducir la electricidad. Los metales son muy buenos conductores pero materiales como cerámica o vidrio normalmente no conducen la electricidad en absoluto y se conocen como aislantes.

Los animales contienen una alta proporción de líquido que conducirá bien la electricidad; sin embargo, la piel, la grasa, el hueso y el pelo son malos conductores. La corriente eléctrica tomará el camino de menor resistencia a través del tejido animal, con el resultado de que solo una pequeña proporción de la corriente medida penetrará en el cerebro. Los animales con mucha lana, piel gruesa, capas de grasa o cráneos gruesos tendrán una elevada resistencia eléctrica. La Tabla 1 muestra cómo la relación entre corriente, voltaje y resistencia difiere cuando se aturde a una oveja con una condición física diferente. En este ejemplo, la corriente mínima requerida para un aturdimiento efectivo es un amperio.

Ejercicios 

Problema 1.- ¿Qué potencia desarrolla un motor eléctrico si se conecta a una diferencia de potencial de 150 volts para que genere una intensidad de corriente de 6 A ?

Problema 2.- Un motor eléctrico consume una potencia de 1500 W, donde a través de dicho motor existe una diferencia de potencial de 130 volts, ¿Cuál será la corriente a través del motor?

Problema 3.- Una tostador eléctrico de resistencia R se conecta a una diferencia de potencial V y genera una potencia eléctrica P. Si la diferencia de potencial se reduce a un cuarto. ¿Qué sucede con la potencia generada por el calentador?