Ley de Ohm

Ésta ley no es una ley fundamental, dado que depende del medio de conducción. Es una ley empírica que tiene una forma muy sencilla y resulta curioso que muchos de los materiales en estudio apliquen a ella.

Esta ley tiene la siguiente forma:

Donde V es el voltaje (Volt) aplicado, I la corriente (A) y R la resistencia (Ω) en un circuito eléctrico.

A principios del siglo XX, se pensaba que la ley de Ohm debía fallar a escala atómica, pero los experimentos no han confirmado esta sospecha. En 2012, por ejemplo varios investigadores mostraron que la ley de Ohm es aplicable a cables de silicio formado por solo un puñado cuatro átomos de ancho.

Sin embargo, no todos los materiales la obedecen, los materiales no óhmicos no la siguen, y eventualmente cualquier material sufre disrupción eléctrica para un campo eléctrico suficientemente grande, y en ese régimen la ley de Ohm no se cumple. Los materiales no óhmicos que no siguen la ley de Ohm tienen interés tecnológico para ciertas aplicaciones de ingeniería electrónica.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

Dependencia de la resistencia con la temperatura

La resistencia de un material determinado depende de las dimensiones del mismo, multiplicado por una constante llamada resistividad que es característica de cada material. La resistencia en términos de esta mencionada constante y de las dimensiones del material se puede expresar de la siguiente manera:

Donde ρ es la resistividad del material, L la longitud y A el área transversal del material.

La resistencia de un conductor metálico comúnmente se incrementa con la temperatura. A medida que la temperatura se incrementa, los iones del conductor vibran con mayor amplitud, lo cual hace más probable que un electrón en movimiento choque contra un ion; esto dificulta el movimiento de los electrones a través del conductor y así reduce la corriente.

La resistencia depende de la temperatura de la siguiente manera:

Donde R₀ es la resistencia de referencia a la temperatura T₀, y R_(T) es la resistencia a la temperatura T. El factor a se llama “coeficiente de temperatura de la resistencia”.

La resistencia de la aleación llamada manganina es prácticamente independiente de la temperatura. Así como la resistencia del grafito, que es un no metal; disminuye con la temperatura.

Algunos materiales presentan un fenómeno llamado superconductividad. Al comienzo, conforme sube la temperatura, la resistencia disminuye de manera uniforme; pero luego de alcanzar una temperatura crítica ocurre una fase de transición y la resistencia cae abruptamente hasta cero.

Efecto Joule