Corriente y resistencia, Ley de Ohm

Las cargas eléctricas (generalmente electrones) pueden moverse de un lado a otro, y esa corriente puede ser útil y benéfica. Para eso, deben circular controladamente por un conductor, habitualmente un cable de cobre. El modo de definir (y medir) una corriente de cargas es situarse al lado del conductor y contar cuántas cargas atraviesan una sección cualquiera en un intervalo de tiempo cualquiera, y efectuar el cociente. La magnitud recibe el nombre de intensidad de corriente (en la jerga: corriente, a secas), que se simboliza con la letra i.

Las unidades para medir corriente deberán surgir del cociente anterior:

No es gratis para las cargas moverse por ahí. Todos los materiales ofrecen alguna resistencia a ser atravesados por las cargas, sean éstas cuales fueran. A aquellos materiales que se oponen relativamente poco los llamamos buenos conductores: típicamente, los metales. Aquellos materiales que se oponen mucho a ser atravesados por cargas se llaman malos conductores, o aislantes.

La medida de la resistencia que ofrece un material a conducir cargas se llama resistencia eléctrica (o resistencia, a secas) y se simboliza con R.

LEY DE OHM
La magnitud que pone en marcha las cargas es la diferencia de potencial. Cuanto mayor sea el voltaje mayor será la corriente. Lo contrario ocurre con la resistencia: cuanto mayor sea ésta menor resultará la corriente. Es bastante intuitivo. Los experimentos indican que las relaciones entre las magnitudes son directa e inversamente proporcionales a la primera potencia, y se resumen en la Ley de Ohm:

Como las longitudes se miden en metros, las secciones en metros cuadrados y las resistencias en ohms... las resistividades deberán medirse en:

[ρ] = Ω . m

Acá te pongo una tabla con algunas resistividades a 20ºC de algunos materiales.

Materiales óhmicos y no-óhmicos

Casi todos los materiales (incluyendo aquellos que se eligen especialmente para transportar electricidad) varían su resistividad con la temperatura: a menor temperatura mejores conductores, a mayor temperatura peores conductores, o sea, más resistentes. Ese es el motivo por el cual la tabla anterior tiene una indicación de temperatura a la cual se determinaron las resistividades. pero mientras la resistividad no cambie a temperaturas constantes se los llama materiales óhmicos (en ellos se cumple la Ley de Ohm).

Pero hay otros materiales (o cuerpos) que varían su resistividad en función de la diferencia de potencial a la que estén sometidos. Típicamente se manifiestan malos conductores a potenciales bajos y buenos conductores a potenciales altos. Un electricista diría: son traicioneros. Nosotros diremos: son materiales no-óhmicos. Su resistencia no varía por la sección o la longitud sino, fundamentalmente, por la diferencia de potencial.

CHISMES IMPORTANTES:

• La resistividad de los materiales suele modificarse con la temperatura; debido a ello, las tablas de resistividad indican la temperatura de los datos consignados (salvo la que antecede, que está hecha a partir de una recolección desordenada de datos por INTERNET). Sobre este tema tenés un poco más de información en el ejercicio 21.

• Los destornilladores y las pinzas suelen traer sus mangos aislados con materiales aislantes, de modo tal que uno pueda manipular cables y objetos eléctricos con cierto resguardo. Pero esas herramientas dejan de ser seguras si manipulamos cables o partes eléctricas de alta tensión (con 500 voltios ya empieza el peligro).
• El aire es un excelente aislante, pero dependiendo del grado de humedad y de la diferencia de potencial, puede convertirse en conductor. A eso se debe la descarga del rayo los días de tormenta.
• En algunos estudios es más práctico utilizar la magnitud inversa de la resistencia que -no por casualidad- se denomina conductancia, G. Donde G = 1/R.
• Jai guru Deva… oHm

• Un axón se aproxima, grosso modo, a un cilindro largo de 10 μm de diámetro
  y 2 Ω.m de resistividad. ¿Cuál es la resistencia de un axón de estas características y de 30 cm de longitud? ¿Qué longitud debería tener un cable de cobre del mismo diámetro para tener la misma resistencia?
• ¿A qué se debe la enorme variedad de resistividad de los tipos de agua? (7 órdenes de magnitud, ver tabla). Parece que su conductividad no depende de los electrones ni de las moléculas de agua...