La ley que abrió las puertas de la electrónica
de nuestra era
Por Nicolás Rivera el 21 de
junio de 2015, 23:19
En el siglo XIX, Georg Simon Ohm se atribuyó la famosa Ley de Ohm, básica
para la concepción de los aparatos electrónicos del futuro.
Nuestra vida está repleta de dispositivos
electrónicos. Algunos más simples. Otros más complejos. Pero todos tienen en
común una serie de elementos que los conforman. Uno de esos elementos son las
resistencias –o, en su defecto, el concepto de resistencia eléctrica aplicado a
otros elementos–. Cualquier cable por el que circule una
corriente eléctrica cuenta con una determinada resistencia al
movimiento de electrones. Y, por lo tanto, cualquier dispositivo electrónico
cuenta con resistencias que regulan y afecta a las corrientes eléctricas.
Es por esto por lo que la ley que, en el siglo XIX, Georg Simon Ohm descubrió es considerada una de
las fundamentales para la electrónica moderna. Esa ley, como muchos ya habrán
deducido por el nombre del físico que la “descubrió”, es la Ley de Ohm. Esta se resume en:
La intensidad de corriente que circula por un conductor (medida en
Amperios) es directamente proporcional a la diferencia de potencial existente
entre sus dos bornes (medida en voltios) e inversamente proporcional a la
resistencia que presenta ese conductor al paso de dicha corriente (medida en
ohmios)”. En otras palabras: la intensidad es igual al voltaje dividido entre
la resistencia.
Esta ley se atribuye al físico alemán
Georg Simon Ohm (de ahí que la unidad en el sistema
internacional para las resistencias eléctricas se llame “ohmios”). No obstante,
existen diversos indicios que apuntan a un descubrimiento anterior a este por
el físico Henry Cavendish.
La Ley de Ohm desde dentro
¿Qué ocurre en los conductores para que la ley de Ohm
se cumpla? Empecemos definiendo algunos conceptos:
§
Intensidad de corriente. Medida en amperios. Se llama “intensidad de corriente” a la cantidad
de electrones (que es lo que realmente genera la corriente eléctrica) que pasan
por un tramo en una unidad de tiempo determinada. Podemos comprenderlo mejor si
pensamos en corrientes de agua. La intensidad de corriente sería la cantidad de
agua que circula por una tubería en un tiempo determinado.
§
Voltaje. Dependiendo
de la situación, también llamada diferencia de potencial o fuerza
electromotriz. Es la diferencia de “energía potencial” existente entre dos
puntos, necesaria para generar la corriente eléctrica. Técnicamente, se conoce
como la fuerza con la que los átomos ionizados de un punto (con menos
electrones de lo ideal) atraen a los electrones de que sí existen en otro
punto. Para comprenderlo mejor, podemos asemejarlo también con una corriente de
agua. La diferencia de potencial sería la diferencia de altura o la pendiente
existente entre dos puntos unidos por una tubería. Cuanto mayor sea la
pendiente o la diferencia de altura entre ambos puntos, más se favorecerá al
paso del agua. Si no existe diferencia de altura o pendiente, no existe
circulación de agua.
§
Resistencia. Todos los elementos presentan una resistencia al paso de corrientes
eléctricas por su interior. Dependiendo del material, la fuerza con la que los
átomos atraen a los electrones que orbitan a su alrededor es mayor o menor. Si
lo asemejamos de nuevo con las corrientes de agua, la resistencia sería el
número de obstáculos que puede haber en el interior de dicha tubería. Cuantos
más obstáculos, más difícil será el paso de corriente.
Con estos conceptos en mente, entender el porqué de la Ley de Ohm es realmente sencillo. Si
tenemos un circuito con una gran diferencia de potencial (voltaje), se incita
considerablemente al paso de corriente (intensidad). Pero a ese paso de
corriente incitado por la diferencia de altura debemos “restarle” –lo
entrecomillo porque en realidad no se resta, sino que se divide– la oposición
que presenta el conductor al movimiento de dichos electrones.
Las tres magnitudes básicas en una corriente eléctrica
quedan relacionadas con esta leyEn otras palabras: si la pendiente de la tubería es mayor, se incita a un mayor paso
de agua. Pero, obviamente, tendremos que restar el número de
obstáculos que hay en el interior de la tubería (como pueden ser filtros o
reguladores) y que dificultan el paso de dicha corriente de agua.
Algunos casos extremos de aplicación de la ley de Ohm
son los cortocircuitos o los circuitos abiertos.
§
Circuitos abiertos. Cuando la resistencia tiende a infinito (es muy elevada), se le
conoce como un circuito abierto. ¿Por qué? Porque, al ser tan elevada, impide
el paso de corriente por su interior. Siguiendo la analogía con las tuberías:
si la tubería presenta un gran obstáculo (como puede ser un tapón en uno de sus
extremos), la corriente de agua que circula por el interior es igual a cero.
Este es el fundamento detrás de los voltímetros (aparatos destinados a la
medición del voltaje).
§
Cortocircuitos. Cuando la resistencia es nula (algo casi imposible a día de hoy), se
le conoce como cortocircuito. En este caso, el flujo de electrones es el máximo
posible entre los dos puntos. Dependiendo del contexto, el cortocircuito puede
ser algo deseado o no. Si comparamos de nuevo con las tuberías: si el número de
obstáculos es igual a cero, el flujo de agua será tan grande como la pendiente
de la tubería permita. Este es el fundamento detrás de los amperímetros
(aparatos destinados a la medición del voltaje).
La influencia de la Ley de Ohm es incalculable
Es una ley realmente sencilla y
conocida, y su trascendencia es incalculable. Cualquier dispositivo
electrónico ha sido diseñado con esta ley en mente (considerando que todos los
elementos presentan, en mayor o menor medida, oposición al movimiento de los
electrones por su interior).
El smartphone que llevas en tu bolsillo, el mando a
distancia de tu televisión o incluso sistemas más complejos como tu ordenador. Todos ellos cuentan con resistencias que regulan el flujo de
corriente en su interior. Y, por lo tanto, la Ley de Ohm ha sido
esencial para su concepción y, además, para el desarrollo de otras muchas leyes
eléctricas que también han influido brutalmente en la creación de los mismos.
Diagrama de flujo:
Codificaciones:
#include<iostream>
# include <math.h>
using namespace std;
int main()
{
// PRIMERA LLAVE
int Opcion;
cout<<"****** ley de ohm**************** \n\n";
cout<<"1) calculando el voltaje 1 \n";
cout<<"2) calculando la intencidad 1 \n";
cout<<"3) calculando resistencia 1 \n";
cout<<"**************************************************************** \n\n";
cout<<" Ingrese una Opcion: "; cin>> Opcion;
cout<<endl;
cout<<" Digite <0> para salir \n";
switch(Opcion)
{
case 1:
{
cout<<" *** calculando el voltaje ****\n";
int I,R;
float V;
//declaracion
cout<<"calcular la intencidad I:"; cin>> I;
cout<<"calcular la resistencia:"; cin>> R;
// proceso
V=I*R;
// resultado
cout<<" El voltaje es :" <<V<< "\n";
}; break;
case 2:
{
cout<<" *** calculando la intencidad ****\n";
int V,R;
float I;
//declaracion
cout<<"calcular el voltaje v:"; cin>> V;
cout<<"calcular la resistecnia :"; cin>> R;
// proceso
I=V/R;
// resultado
cout<<" la intencidad es :" <<I<< "\n";
}; break;
case 3:
{
cout<<" *** calculando resistencia ****\n";
int V,I;
float R;
//declaracion
cout<<"calcular el voltaje:"; cin>> V;
cout<<"calcular la intencidad:"; cin>> I;
// proceso
R=V/I;
// resultado
cout<<"la resistencia es :" <<R<< "\n";
}; break;
} // FIN DEL CASO
system("pause");
return 0;
}
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