Origen de la Electricidad
La electricidad es una forma de energía que sólo se puede apreciar por los efectos que
produce.
La electricidad existe en todo: en nuestro cuerpo, en el aire que respiramos, en el libro que
leemos, en los objetos, etc.
El estudio de la electricidad en reposo recibe el nombre de electrostática y el estudio de la
electricidad en movimiento se llama electrodinámica.

Historia de la Electricidad
Thales de Miletus (630−550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho
de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos.
Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374−287 AC) el primero, que en un
tratado escrito tres
siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así
constancia del primer estudio científico sobre la electricidad.
En 1600, la Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544−1603) estudiar
los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo éste
trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y
Magnetismo.
Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar.
Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz.

En 1752, Benjamín Franklin (1706−1790) demostró la
naturaleza eléctrica de los rayos.

Desarrolló la teoría de que la electricidad es un fluido
que existe en la materia y su flujo se debe al exceso o
defecto del mismo en ella. Invento el pararrayos.
En 1780 inventa los lentes Bifocales.
En 1776, Charles Agustín de Coulomb (1736−1806) inventó la balanza de torsión con la
cual, midió con
exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional
al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa. Coulomb es la unidad de medida de Carga eléctrica.

En 1800, Alejandro Volta (1745−1827) construye la
primera celda Electrostática y la batería capaz de producir
corriente eléctrica. Su inspiración le vino del estudio
realizado por el Físico Italiano Luigi Galvani
(1737−1798) sobre las corrientes nerviosas−eléctricas en
las ancas de ranas.
Galvanipropuso la teoría de la Electricidad Animal, lo
cual contrarió a Volta, quien creía que las contracciones
musculares eran el resultado del contacto de los dos
metales con el músculo.

Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda química capaz de producir
corriente continua, fue así como desarrollo la Pila.
Volt es la unidad de medida del potencial eléctrico (Tensión).
Desde 1801 a 1815, Sir Humphry Davy (1778−1829) desarrolla la electroquímica (nombre
asignado por él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batería, y tratando de
entender como ésta funciona.
En 1801 observa el arco eléctrico y la incandescencia en un conductor energizado con una
batería.
Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis, donde
logra la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro.
En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas doble, con la cual descubre el Cloro y
demuestra que es un elemento, en vez de un ácido.
En 1815 inventa la lámpara de seguridad para los mineros.
Sin ningún lugar a duda, el descubrimiento más importante lo realiza ese mismo año,
cuando descubre al joven Michael Faraday y lo toma como asistente.
En 1819, El científico Danés Hans Christian Oersted (1777−1851) descubre el
electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brújula
colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movió.
Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en
evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo.
Oersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magnética.
En 1823, Andre−Marie Ampere (1775−1836) establece los principios de la
electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto
de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores,
determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen
cuando fluyen en contra.
Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por
Oersted.
Ampere es la unidad de medida de la corriente eléctrica.
En 1826, El físico Alemán Georg Simon Ohm (1789−1854) fue quien formuló con
exactitud la ley de las corrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y
la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm.
Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica.
R= V / I

Ohm = Volt / Amper

En 1831, Michael Faraday (1791−1867) a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo
cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interés por la Física y
Química. A pesar de su baja preparación formal, dio un paso fundamental en el desarrollo
de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del
movimiento.
Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Eléctrica.
La tensión inducida en la bobina que se mueve en campo magnético no uniforme fue
demostrada por Faraday.
En 1835, Simule F.B. Morse (1791−1867),
mientras regresaba de uno de sus viajes,
concibe la idea de un simple circuito
electromagnético
para
transmitir
información, El Telégrafo.
En 1835 construye el primer telégrafo.

En 1837 se asocia con Henry y Vailcon el fin de obtener financiamiento del Congreso de
USA para su desarrollo, fracasa el intento, prosigue solo, obteniendo el éxito en 1843,
cuando el congreso le aprueba el desarrollo de una línea de 41 millas desde Baltimor hasta
el Capitolio en Washington D.C. La cual construye en 1844.
En 1840−42, James Prescott Joule (1818−1889) Físico Inglés, quien descubrió la
equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig
Ferdinand Helmholtz (1821−1894), quien definió la primera ley de la termodinámica
demostraron que los circuitos eléctricos cumplían con la ley de la conservación de la
energía y que la Electricidad era una forma de Energía.
Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor
generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente.
Joule es la unidad de medida de Energía.
En 1845, Gustav Robert Kirchhoff (1824−1887) Físico Alemán a
los 21 años de edad, anunció las leyes que permiten calcular las
corrientes, y tensiones en redes eléctricas. Conocidas como Leyes
de Kirchhoff I y II.
Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual
determinó la composición del sol.
En 1854, El matemático Inglés William Thomson (Lord Kelvin)
(1824−1907, con su trabajo sobre el análisis teórico sobre transmisión por cable, hizo
posible el desarrollo del cable transatlántico.
En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica.
En 1858 Inventó el cable flexible.
Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta.
En 1870, James Clerk Maxwell (1831−1879) Matemático Inglés formuló las cuatro
ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría Electromagnética. Dedujo que la Luz es
una onda electromagnética, y que la energía se transmite por ondas electromagnéticas a la
velocidad de la Luz Maxwell es la unidad del flujo Magnético.
En 1879, el Físico Inglés Joseph John Thomson (1856−1940) demostró que los rayos
catódicos estaban constituido de partículas atómicas de carga negativas la cual el llamó
¨Corpúsculos¨ y hoy en día los conocemos como Electrones.

En 1881, Thomas Alva Edison (1847−1931)
produce la primera Lámpara Incandescente con un
filamento de algodón carbonizado. Este filamento
permaneció encendido por 44 horas.
En 1881 desarrolló el filamento de bambú con 1.7
lúmenes por vatios. En 1904 el filamento de
tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por
vatios. En 1910 la lámpara de 100 w con
rendimiento de 10 lúmenes por vatios.
Hoy en día, las lámparas incandescentes de filamento de tungsteno de 100 w tienen un
rendimiento del orden de 18 lúmenes por vatios. En 1882 Edison instaló el primer sistema
eléctrico para vender energía para la iluminación incandescente, en los Estados Unidos para
la estación Pearl Street de la ciudad de New York.
El sistema fue en CD tres hilos, 220−110 v con una potencia total de 30 kw.
En 1884, Heinrich Rudolf Hertz (1847−1894) demostró la validez de las ecuaciones de
Maxwell y las reescribió, en la forma que hoy en día es conocida.
En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas
Electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas.
Con Hertz se abre la puerta para el desarrollo de la radio.
Hertz es la unidad de medida de la frecuencia.

Circuito Eléctrico.
Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como
resistencias,inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que
contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes,
componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución
lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para
determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que
tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son
generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más
complejos.
Circuito en serie:

La resistencia total es la suma de las tres
resistencias:
La intensidad que atraviesa el circuito,
según
Ohm:

Conocida
la
intensidad
en
cada
resistencia (es la misma en todo el
circuito) podemos calcular la caída de
tensión
en
las
mismas:

Circuito en Paralelo:

La caída
resistencia
aplicada

de tensión en cada
es igual a la tensión
al
acoplamiento:

Las intensidades que atraviesan cada
resistencia,
según
Ohm:

Y la resistencia equivalente
acoplamiento
paralelo

De

del
es:

donde,
Elementos de un circuito eléctrico.
Se pueden dividir principalmente en:
Elementos pasivos: Son aquellos que absorben energía.
Elementos activos: Son aquellos que suministran energía.
Un ejemplo de elemento pasivo seria el resistor y las fuentes de corriente y voltaje serian
elementos activos. Los capacitores e inductores suelen estar dentro de estas dos categorías
ya que adsorben energía cuando se carga y así mismo suministran energía cuando se
descargan. El resistor, inductor, capacitor y fuentes son los elementos básicos y es posible
ejemplificar el funcionamiento de cualquier dispositivo electrónico con diferentes
combinaciones de estos elementos.
Resistores:
Es un elemento pasivo. Se denomina resistor a la oposición que encuentra la corriente
eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega
mayúscula (Ω). La materia presenta 4 estados en relación al flujo de electrones. Éstos son
conductores, semiconductores, resistores y dieléctricos. Todos ellos se definen por el grado
de oposición a la corriente eléctrica (Flujo de Electrones). Y disipa la energía en forma
irreversible.
Capacitores o condensadores:
Es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de
placas o láminas separados por un material dieléctrico, que, sometidos a una diferencia de
potencial adquieren una determinada carga eléctrica.
A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad o capacitancia. En
el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad
de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1
voltio, éstas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.

Corriente o intensidad eléctrica.
Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento
de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se
expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente
eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un
fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.
El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro
que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya
intensidad se desea medir.

Conducción eléctrica.

Un material conductor posee gran cantidad de electrones libres, por lo que es posible el
paso de la electricidad a través del mismo. Los electrones libres, aunque existen en el
material, no se puede decir que pertenezcan a algún átomo determinado.
Una corriente de electricidad existe en un lugar cuando una carga neta se transporta desde
ese lugar a otro en dicha región. Supongamos que la carga se mueve a través de un alambre.
Si la carga q se transporta a través de una sección transversal dada del alambre, en un
tiempo t, entonces la intensidad de corriente I, a través del alambre es:

Aquí q está dada en culombios, t en segundos, e I en amperios. Por lo cual, la equivalencia
es:

Según la ley de Ohm, la intensidad de la corriente es igual a la tensión (o voltaje) dividido
por la resistencia que oponen los cuerpos:

Haciendo referencia a la potencia, la intensidad equivale a la raíz cuadrada de la potencia
dividida por la resistencia. En un circuito que contenga varios generadores y receptores, la
intensidad es igual a:
Donde es el sumatorio de las fuerzas electromotrices del circuito,
es la suma de todas
las fuerzas contra electromotrices,
es la resistencia equivalente del circuito,
es la
suma de las resistencias internas de los generadores y
es el sumatorio de las resistencias
internas de los receptores.
Intensidad de corriente en un elemento de volumen:
, donde
encontramos n como el número de cargas portadoras por unidad de volumen dV; q
refiriéndose a la carga del portador; v la velocidad del portador y finalmente de como el
área de la sección del elemento de volumen de conductor.
La corriente continua o corriente directa.
Es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto
potencial. A diferencia de la corriente alterna; en la corriente continua las cargas eléctricas
circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor
potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continúa
con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda
corriente que mantenga siempre la misma polaridad.
También se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo
sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al
negativo.
Corriente trifásica
Se denomina corriente trifásica al conjunto de tres corrientes alternas de igual frecuencia,
amplitud y valor eficaz que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120°, y están
dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes que forman el sistema se
designa con el nombre de fase.
Corriente monofásica.
Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente
trifásica y un cable neutro. En España y demás países que utilizan valores similares para la
generación y trasmisión de energía eléctrica, este tipo de corriente facilita una tensión de
230 voltios, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar adecuadamente la mayoría
de electrodomésticos y luminarias que hay en las viviendas.

Tipos de materiales de los conductores.
Pueden clasificarse en dos grupos: Materiales de alta conductividad(baja resistividad), y
Materiales de alta resistividad (baja conductividad).
Al primer tipo corresponden materiales que se emplean, fundamentalmente, para
transportar corriente eléctrica con baja perdida, por ej.Cobre, plata, aluminio y ciertas
aleaciones
como
el
bronce.

El segundo grupo está compuesto por materiales que se emplean, cuando se necesita
producir una caída de potencial, por ej. Se los emplea para la construcción de resistores,
lámparas incandescentes, etc.
Materiales Conductores de Alta Conductividad
Los materiales de alta conductividad más típicos son: la plata (ρ=0,016), cobre (ρ=0,0172 a
0,0175) y el aluminio (ρ=0,026 a 0,028).
Plata (ρ=0,016 ; α=0.036)
La plata es, de los materiales conocidos, el más conductor(un 10% más que el cobre que
ocupa el segundo lugar), pero su uso como material eléctrico es muy limitado debido a su
elevado costo. Se encuentra en la naturaleza bajo la forma de: sulfuros, cloruros o plata
nativa; para obtener plata químicamente pura, una vez elaborada, se la refina por vía
generalmente electrolítica.
Cobre (ρ=0,072–0,0175 ; α=0,0036)
El cobre es el material de uso más generalizado como conductor eléctrico, debido a su
conductividad elevada y a su costo moderado. Es un elemento muy difundido en la
naturaleza, corrientemente se encuentra bajo la forma de: sulfuros, óxidos o carbonatos,
excepcionalmente como cobre nativo (USA). El cobre puro (cobre electrolítico), se obtiene
por refinado electrolítico. El cobre es un metal altamente maleable y dúctil, que puede ser
fundido, forjado, laminado, estirado y trabajado. El trabajo mecánico lo endurece, pero el
recocido lo devuelve a su estado dulce. Tiene una elevada resistencia a la tracción, una gran
estabilidad a la corrosión, y es fácil de estañar y de soldar.
Aluminio (ρ=0,026–0,028 ; α=0,00403–0,00429)
El aluminio ocupa el tercer lugar por su conductividad, después de la plata y el cobre. La
conductividad del aluminio es sólo un 63% de la conductividad del cobre, pero a igualdad
de
longitud
y
peso
tiene
el
doble
de
conductancia.
Se lo obtiene de la bauxita, mineral abundante y muy distribuido en el globo. El aluminio
es un material más blando que el cobre. Su resistencia a la tracción es mucho menor, y su
soldadura presenta dificultades, pero es un material dúctil que puede ser trabajado
fácilmente por laminado, estirado, hilado, extrusión y forjado. Está siempre cubierto por
una capa delgada e invisible de óxido, que es impermeable y protectora. El aluminio
expuesto a la atmósfera ordinaria, tiene estabilidad y larga vida.

Materiales Conductores de Alta Resistividad
Este grupo está compuesto de aleaciones de alta resistividad. Estas aleaciones tienen
composiciones muy variadas y se encuentran en el mercado bajo distintas denominaciones.
Los principales elementos empleados en estas aleaciones son: cobre, cromo, hierro, níquel,
manganeso, aluminio, zinc, silicio, etc.
Las principales aleaciones de alta resistividad son:
Aleaciones de cobre y níquel
Son aleaciones que poseen coeficientes de resistividad relativamente bajos respecto a otras
aleaciones
(alrededor
de
0,5
W·mm²/m).
Una aleación de este tipo es el constantán (60%cobre – 40%níquel). Esta aleación tiene una
elevada f.e.m. respecto al cobre, por lo que no es adecuada para instrumentos de medida de
precisión,
pese
a
tener
un
bajo
coeficiente
de
temperatura.

Aleaciones de níquel y cromo
Son aleaciones que poseen coeficientes de resistividad más elevados (alrededor de
1W·mm²/m), coeficientes de temperatura bajos y pequeñas f.e.m. con respecto al Cu. Son
aleaciones adecuadas para trabajar a temperaturas elevadas (1.000ºC o algo más), pues el
conductor se recubre de una capa de óxido que lo protege del ulterior ataque del oxígeno.
Las aleaciones níquel—cromo se encuentran en el mercado con distintas denominaciones
comerciales. Con la adición de hierro, se obtiene un aumento de la resistividad y menor
costo, pero los conductores no son aptos para trabajar a temperaturas superiores a los
800ºC,
y
a
veces
presentan
fenómenos
de
oxidación.
Para temperaturas de hasta 1.350ºC se fabrican aleaciones de hierro, aluminio, cromo y
cobalto (kanthal).

Resistencia Eléctrica.
Se le llama resistencia eléctrica a la mayor o menor oposición que tienen los electrones para
desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el sistema internacional es
el ohm, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George
Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por
la siguiente fórmula:

En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.
La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es
directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es
inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor
o sección transversal).
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a
la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de
Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre
los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la
conductancia, medida en Siemens.
Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como
la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha
resistencia, así:

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la
intensidad de corriente en amperios.
Comportamiento en corriente continúa.
Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma
forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor por efecto
Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que:
donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la
intensidad de corriente en amperios.
La resistencia de un conductor depende de la longitud del mismo ( ) en m, de su sección (
) en m², del tipo de material y de la temperatura. Si consideramos la temperatura constante
(20 ºC), la resistencia viene dada por la siguiente expresión:

En la que es la resistividad (una característica propia de cada material).
Influencia de la temperatura en la resistencia eléctrica.
La variación de la temperatura produce una variación en la resistencia. En la mayoría de los
metales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura, por el contrario, en otros
elementos, como el carbono o el germanio la resistencia disminuye.
Como ya se comentó, en algunos materiales la resistencia llega a desaparecer cuando la
temperatura baja lo suficiente. En este caso se habla de superconductores.
Experimentalmente se comprueba que para temperaturas no muy elevadas, la resistencia a
cierta temperatura (
), viene dada por la expresión:

Donde
= Resistencia de referencia a la temperatura .
= Coeficiente de temperatura. Para el cobre
= Temperatura de referencia en la cual se conoce

.
.

Ley de Ohm.
La ley de Ohm dice que la intensidad que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico
es proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos. Esta constante es la conductancia
eléctrica, que es lo contrario a la resistencia eléctrica.
La intensidad de corriente que circula por un circuito dado, es directamente proporcional a
la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Cabe recordar
que esta ley es una propiedad específica de ciertos materiales y no es una ley general del
electromagnetismo como la ley de Gauss, por ejemplo.
La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de
potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la
resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que R en esta relación es
constante, independientemente de la corriente
Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en
1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos
simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más
compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales
La resistividad.
es la resistencia eléctrica específica de cada material para oponerse al paso de una corriente
eléctrica. Se designa por la letra griega Rho minúscula (ρ) y se mide en ohmiosmetro
(Ω•m).1

En donde R es la resistencia en ohm, S la sección transversal en m² y l la longitud en m. Su
valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo
que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que
el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.
Como ejemplo, un material de 1 m de largo por 1 m de ancho por 1 m de altura que tenga 1
Ω de resistencia tendrá una resistividad (resistencia específica, coeficiente de resistividad)
de 1 Ω•m .Cálculo experimental de la resistividad de un metal
Tabla de resistividades de algunos materiales.
Material
Plata2
Cobre3
Oro4
Aluminio5
Wolframio6
Níquel7
Hierro8

Resistividad (en 20 °C-25 °C) (Ω·m)
1,47 x 10-8
1,71 x 10-8
2,35 x 10-8
2,82 x 10-8
5,65 x 10-8
6,40 x 10-8
9,71 x 10-8
Platino9
Estaño10
Acero inoxidable 30111
Grafito12

10,60 x 10-8
11,50 x 10-8
72,00 x 10-8
60,00 x 10-8

La conductividad eléctrica.
Es la medida de la capacidad de un material que deja pasar la corriente eléctrica, su aptitud
para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la
estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque
tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su
movimiento.La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto
, y su unidad
es el S/m (siemens por metro) o Ω-1·m-1. Usualmente la magnitud de la conductividad (σ) es
la proporcionalidad entre el campo eléctrico y la densidad de corriente de conducción :

Algunas conductividades eléctricas
Metal

Conductividad Eléctrica Temperatura(°C)

Plata
Cobre
CobreRecocido
Oro
Aluminio
Wolframio
Hierro
Semiconductores

(S·m-1)
6,30 × 107
5,96 × 107
5,80 × 107
4,55 × 107
3,78 × 107
1,82 × 107
1,53 × 107
Conductividad Eléctrica

Carbono
Germanio
Silicio
Aislantes

(S·m-1)
2,80 × 104
2,20 × 10-2
1,60 × 10-5
Conductividad Eléctrica Temperatura(°C)

Vidrio
Lucita
Mica
Teflón
Cuarzo
Parafina

(S·m-1)
10-10 a 10-14
< 10-13
10-11 a 10-15
< 10-13
1,33 × 10-18
3,37 × 10-17

20
20
20
20-25
20

Temperatura(°C)
Líquidos

Conductividad Eléctrica Temperatura(°C)

(S·m-1)
Agua de mar
5
Agua potable
0,0005 a 0,05
Agua desionizada 5,5 × 10-6

23

La potencia eléctrica.
Es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de
energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el
Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).
Potencia eléctrica en circuitos es P = I .V, donde I es la corriente y V es la diferencia de
potencial
a
la
que
está
sujeta
esta
corriente
I.
Para un elemento óhmico, tal como es una resistencia, tenemos además que V = R. I, por lo
que en este caso particular tenemos que P = I²R.

Circuito eléctrico

  • 1.
    Origen de laElectricidad La electricidad es una forma de energía que sólo se puede apreciar por los efectos que produce. La electricidad existe en todo: en nuestro cuerpo, en el aire que respiramos, en el libro que leemos, en los objetos, etc. El estudio de la electricidad en reposo recibe el nombre de electrostática y el estudio de la electricidad en movimiento se llama electrodinámica. Historia de la Electricidad Thales de Miletus (630−550 AC) fue el primero, que cerca del 600 AC, conociera el hecho de que el ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos. Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374−287 AC) el primero, que en un tratado escrito tres siglos después, estableció que otras sustancias tienen este mismo poder, dejando así constancia del primer estudio científico sobre la electricidad. En 1600, la Reina Elizabeth I ordena al Físico Real Willian Gilbert (1544−1603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las Brújulas usadas en la navegación, siendo éste trabajo la base principal para la definición de los fundamentos de la Electrostática y Magnetismo. Gilbert fue el primero en aplicar el término Electricidad del Griego "elektron" = ámbar. Gilbert es la unidad de medida de la fuerza magnetomotriz. En 1752, Benjamín Franklin (1706−1790) demostró la naturaleza eléctrica de los rayos. Desarrolló la teoría de que la electricidad es un fluido que existe en la materia y su flujo se debe al exceso o defecto del mismo en ella. Invento el pararrayos.
  • 2.
    En 1780 inventalos lentes Bifocales. En 1776, Charles Agustín de Coulomb (1736−1806) inventó la balanza de torsión con la cual, midió con exactitud la fuerza entre las cargas eléctricas y corroboró que dicha fuerza era proporcional al producto de las cargas individuales e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Coulomb es la unidad de medida de Carga eléctrica. En 1800, Alejandro Volta (1745−1827) construye la primera celda Electrostática y la batería capaz de producir corriente eléctrica. Su inspiración le vino del estudio realizado por el Físico Italiano Luigi Galvani (1737−1798) sobre las corrientes nerviosas−eléctricas en las ancas de ranas. Galvanipropuso la teoría de la Electricidad Animal, lo cual contrarió a Volta, quien creía que las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos metales con el músculo. Sus investigaciones posteriores le permitieron elaborar una celda química capaz de producir corriente continua, fue así como desarrollo la Pila. Volt es la unidad de medida del potencial eléctrico (Tensión). Desde 1801 a 1815, Sir Humphry Davy (1778−1829) desarrolla la electroquímica (nombre asignado por él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o batería, y tratando de entender como ésta funciona. En 1801 observa el arco eléctrico y la incandescencia en un conductor energizado con una batería. Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis, donde logra la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro. En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas doble, con la cual descubre el Cloro y demuestra que es un elemento, en vez de un ácido.
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    En 1815 inventala lámpara de seguridad para los mineros. Sin ningún lugar a duda, el descubrimiento más importante lo realiza ese mismo año, cuando descubre al joven Michael Faraday y lo toma como asistente. En 1819, El científico Danés Hans Christian Oersted (1777−1851) descubre el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes, la aguja de la brújula colocada accidentalmente cerca de un cable energizado por una pila voltaica, se movió. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya que puso en evidencia la relación existente entre la electricidad y el magnetismo. Oersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magnética. En 1823, Andre−Marie Ampere (1775−1836) establece los principios de la electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen cuando fluyen en contra. Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por Oersted. Ampere es la unidad de medida de la corriente eléctrica. En 1826, El físico Alemán Georg Simon Ohm (1789−1854) fue quien formuló con exactitud la ley de las corrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm. Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica. R= V / I Ohm = Volt / Amper En 1831, Michael Faraday (1791−1867) a los 14 años trabajaba como encuadernador, lo cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su interés por la Física y Química. A pesar de su baja preparación formal, dio un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que el magnetismo produce electricidad a través del movimiento. Faradio es la unidad de medida de la Capacitancia Eléctrica. La tensión inducida en la bobina que se mueve en campo magnético no uniforme fue demostrada por Faraday.
  • 4.
    En 1835, SimuleF.B. Morse (1791−1867), mientras regresaba de uno de sus viajes, concibe la idea de un simple circuito electromagnético para transmitir información, El Telégrafo. En 1835 construye el primer telégrafo. En 1837 se asocia con Henry y Vailcon el fin de obtener financiamiento del Congreso de USA para su desarrollo, fracasa el intento, prosigue solo, obteniendo el éxito en 1843, cuando el congreso le aprueba el desarrollo de una línea de 41 millas desde Baltimor hasta el Capitolio en Washington D.C. La cual construye en 1844. En 1840−42, James Prescott Joule (1818−1889) Físico Inglés, quien descubrió la equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821−1894), quien definió la primera ley de la termodinámica demostraron que los circuitos eléctricos cumplían con la ley de la conservación de la energía y que la Electricidad era una forma de Energía. Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente. Joule es la unidad de medida de Energía. En 1845, Gustav Robert Kirchhoff (1824−1887) Físico Alemán a los 21 años de edad, anunció las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes eléctricas. Conocidas como Leyes de Kirchhoff I y II. Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual determinó la composición del sol. En 1854, El matemático Inglés William Thomson (Lord Kelvin) (1824−1907, con su trabajo sobre el análisis teórico sobre transmisión por cable, hizo posible el desarrollo del cable transatlántico. En 1851 definió la Segunda Ley de la Termodinámica. En 1858 Inventó el cable flexible. Kelvin es la unidad de medida de temperatura absoluta.
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    En 1870, JamesClerk Maxwell (1831−1879) Matemático Inglés formuló las cuatro ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría Electromagnética. Dedujo que la Luz es una onda electromagnética, y que la energía se transmite por ondas electromagnéticas a la velocidad de la Luz Maxwell es la unidad del flujo Magnético. En 1879, el Físico Inglés Joseph John Thomson (1856−1940) demostró que los rayos catódicos estaban constituido de partículas atómicas de carga negativas la cual el llamó ¨Corpúsculos¨ y hoy en día los conocemos como Electrones. En 1881, Thomas Alva Edison (1847−1931) produce la primera Lámpara Incandescente con un filamento de algodón carbonizado. Este filamento permaneció encendido por 44 horas. En 1881 desarrolló el filamento de bambú con 1.7 lúmenes por vatios. En 1904 el filamento de tungsteno con una eficiencia de 7.9 lúmenes por vatios. En 1910 la lámpara de 100 w con rendimiento de 10 lúmenes por vatios. Hoy en día, las lámparas incandescentes de filamento de tungsteno de 100 w tienen un rendimiento del orden de 18 lúmenes por vatios. En 1882 Edison instaló el primer sistema eléctrico para vender energía para la iluminación incandescente, en los Estados Unidos para la estación Pearl Street de la ciudad de New York. El sistema fue en CD tres hilos, 220−110 v con una potencia total de 30 kw. En 1884, Heinrich Rudolf Hertz (1847−1894) demostró la validez de las ecuaciones de Maxwell y las reescribió, en la forma que hoy en día es conocida. En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las Ondas Electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas. Con Hertz se abre la puerta para el desarrollo de la radio. Hertz es la unidad de medida de la frecuencia. Circuito Eléctrico. Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias,inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución
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    lineales (líneas detransmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos. Circuito en serie: La resistencia total es la suma de las tres resistencias: La intensidad que atraviesa el circuito, según Ohm: Conocida la intensidad en cada resistencia (es la misma en todo el circuito) podemos calcular la caída de tensión en las mismas: Circuito en Paralelo: La caída resistencia aplicada de tensión en cada es igual a la tensión al acoplamiento: Las intensidades que atraviesan cada resistencia, según Ohm: Y la resistencia equivalente acoplamiento paralelo De del es: donde,
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    Elementos de uncircuito eléctrico. Se pueden dividir principalmente en: Elementos pasivos: Son aquellos que absorben energía. Elementos activos: Son aquellos que suministran energía. Un ejemplo de elemento pasivo seria el resistor y las fuentes de corriente y voltaje serian elementos activos. Los capacitores e inductores suelen estar dentro de estas dos categorías ya que adsorben energía cuando se carga y así mismo suministran energía cuando se descargan. El resistor, inductor, capacitor y fuentes son los elementos básicos y es posible ejemplificar el funcionamiento de cualquier dispositivo electrónico con diferentes combinaciones de estos elementos. Resistores: Es un elemento pasivo. Se denomina resistor a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω). La materia presenta 4 estados en relación al flujo de electrones. Éstos son conductores, semiconductores, resistores y dieléctricos. Todos ellos se definen por el grado de oposición a la corriente eléctrica (Flujo de Electrones). Y disipa la energía en forma irreversible. Capacitores o condensadores: Es un dispositivo formado por dos conductores o armaduras, generalmente en forma de placas o láminas separados por un material dieléctrico, que, sometidos a una diferencia de potencial adquieren una determinada carga eléctrica. A esta propiedad de almacenamiento de carga se le denomina capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una diferencia de potencial de 1 voltio, éstas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio. Corriente o intensidad eléctrica. Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente
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    eléctrica, puesto quese trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán. El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir. Conducción eléctrica. Un material conductor posee gran cantidad de electrones libres, por lo que es posible el paso de la electricidad a través del mismo. Los electrones libres, aunque existen en el material, no se puede decir que pertenezcan a algún átomo determinado. Una corriente de electricidad existe en un lugar cuando una carga neta se transporta desde ese lugar a otro en dicha región. Supongamos que la carga se mueve a través de un alambre. Si la carga q se transporta a través de una sección transversal dada del alambre, en un tiempo t, entonces la intensidad de corriente I, a través del alambre es: Aquí q está dada en culombios, t en segundos, e I en amperios. Por lo cual, la equivalencia es: Según la ley de Ohm, la intensidad de la corriente es igual a la tensión (o voltaje) dividido por la resistencia que oponen los cuerpos: Haciendo referencia a la potencia, la intensidad equivale a la raíz cuadrada de la potencia dividida por la resistencia. En un circuito que contenga varios generadores y receptores, la intensidad es igual a:
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    Donde es elsumatorio de las fuerzas electromotrices del circuito, es la suma de todas las fuerzas contra electromotrices, es la resistencia equivalente del circuito, es la suma de las resistencias internas de los generadores y es el sumatorio de las resistencias internas de los receptores. Intensidad de corriente en un elemento de volumen: , donde encontramos n como el número de cargas portadoras por unidad de volumen dV; q refiriéndose a la carga del portador; v la velocidad del portador y finalmente de como el área de la sección del elemento de volumen de conductor. La corriente continua o corriente directa. Es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna; en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continúa con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad. También se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al negativo. Corriente trifásica Se denomina corriente trifásica al conjunto de tres corrientes alternas de igual frecuencia, amplitud y valor eficaz que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes que forman el sistema se designa con el nombre de fase. Corriente monofásica. Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro. En España y demás países que utilizan valores similares para la generación y trasmisión de energía eléctrica, este tipo de corriente facilita una tensión de 230 voltios, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar adecuadamente la mayoría de electrodomésticos y luminarias que hay en las viviendas. Tipos de materiales de los conductores.
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    Pueden clasificarse endos grupos: Materiales de alta conductividad(baja resistividad), y Materiales de alta resistividad (baja conductividad). Al primer tipo corresponden materiales que se emplean, fundamentalmente, para transportar corriente eléctrica con baja perdida, por ej.Cobre, plata, aluminio y ciertas aleaciones como el bronce. El segundo grupo está compuesto por materiales que se emplean, cuando se necesita producir una caída de potencial, por ej. Se los emplea para la construcción de resistores, lámparas incandescentes, etc. Materiales Conductores de Alta Conductividad Los materiales de alta conductividad más típicos son: la plata (ρ=0,016), cobre (ρ=0,0172 a 0,0175) y el aluminio (ρ=0,026 a 0,028). Plata (ρ=0,016 ; α=0.036) La plata es, de los materiales conocidos, el más conductor(un 10% más que el cobre que ocupa el segundo lugar), pero su uso como material eléctrico es muy limitado debido a su elevado costo. Se encuentra en la naturaleza bajo la forma de: sulfuros, cloruros o plata nativa; para obtener plata químicamente pura, una vez elaborada, se la refina por vía generalmente electrolítica. Cobre (ρ=0,072–0,0175 ; α=0,0036) El cobre es el material de uso más generalizado como conductor eléctrico, debido a su conductividad elevada y a su costo moderado. Es un elemento muy difundido en la naturaleza, corrientemente se encuentra bajo la forma de: sulfuros, óxidos o carbonatos, excepcionalmente como cobre nativo (USA). El cobre puro (cobre electrolítico), se obtiene por refinado electrolítico. El cobre es un metal altamente maleable y dúctil, que puede ser fundido, forjado, laminado, estirado y trabajado. El trabajo mecánico lo endurece, pero el recocido lo devuelve a su estado dulce. Tiene una elevada resistencia a la tracción, una gran estabilidad a la corrosión, y es fácil de estañar y de soldar. Aluminio (ρ=0,026–0,028 ; α=0,00403–0,00429) El aluminio ocupa el tercer lugar por su conductividad, después de la plata y el cobre. La conductividad del aluminio es sólo un 63% de la conductividad del cobre, pero a igualdad de longitud y peso tiene el doble de conductancia. Se lo obtiene de la bauxita, mineral abundante y muy distribuido en el globo. El aluminio es un material más blando que el cobre. Su resistencia a la tracción es mucho menor, y su soldadura presenta dificultades, pero es un material dúctil que puede ser trabajado fácilmente por laminado, estirado, hilado, extrusión y forjado. Está siempre cubierto por
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    una capa delgadae invisible de óxido, que es impermeable y protectora. El aluminio expuesto a la atmósfera ordinaria, tiene estabilidad y larga vida. Materiales Conductores de Alta Resistividad Este grupo está compuesto de aleaciones de alta resistividad. Estas aleaciones tienen composiciones muy variadas y se encuentran en el mercado bajo distintas denominaciones. Los principales elementos empleados en estas aleaciones son: cobre, cromo, hierro, níquel, manganeso, aluminio, zinc, silicio, etc. Las principales aleaciones de alta resistividad son: Aleaciones de cobre y níquel Son aleaciones que poseen coeficientes de resistividad relativamente bajos respecto a otras aleaciones (alrededor de 0,5 W·mm²/m). Una aleación de este tipo es el constantán (60%cobre – 40%níquel). Esta aleación tiene una elevada f.e.m. respecto al cobre, por lo que no es adecuada para instrumentos de medida de precisión, pese a tener un bajo coeficiente de temperatura. Aleaciones de níquel y cromo Son aleaciones que poseen coeficientes de resistividad más elevados (alrededor de 1W·mm²/m), coeficientes de temperatura bajos y pequeñas f.e.m. con respecto al Cu. Son aleaciones adecuadas para trabajar a temperaturas elevadas (1.000ºC o algo más), pues el conductor se recubre de una capa de óxido que lo protege del ulterior ataque del oxígeno. Las aleaciones níquel—cromo se encuentran en el mercado con distintas denominaciones comerciales. Con la adición de hierro, se obtiene un aumento de la resistividad y menor costo, pero los conductores no son aptos para trabajar a temperaturas superiores a los 800ºC, y a veces presentan fenómenos de oxidación.
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    Para temperaturas dehasta 1.350ºC se fabrican aleaciones de hierro, aluminio, cromo y cobalto (kanthal). Resistencia Eléctrica. Se le llama resistencia eléctrica a la mayor o menor oposición que tienen los electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula: En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material. La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal). Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así: Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios. Comportamiento en corriente continúa. Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en calor por efecto Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que:
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    donde R esla resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios. La resistencia de un conductor depende de la longitud del mismo ( ) en m, de su sección ( ) en m², del tipo de material y de la temperatura. Si consideramos la temperatura constante (20 ºC), la resistencia viene dada por la siguiente expresión: En la que es la resistividad (una característica propia de cada material). Influencia de la temperatura en la resistencia eléctrica. La variación de la temperatura produce una variación en la resistencia. En la mayoría de los metales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura, por el contrario, en otros elementos, como el carbono o el germanio la resistencia disminuye. Como ya se comentó, en algunos materiales la resistencia llega a desaparecer cuando la temperatura baja lo suficiente. En este caso se habla de superconductores. Experimentalmente se comprueba que para temperaturas no muy elevadas, la resistencia a cierta temperatura ( ), viene dada por la expresión: Donde = Resistencia de referencia a la temperatura . = Coeficiente de temperatura. Para el cobre = Temperatura de referencia en la cual se conoce . . Ley de Ohm. La ley de Ohm dice que la intensidad que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos. Esta constante es la conductancia eléctrica, que es lo contrario a la resistencia eléctrica. La intensidad de corriente que circula por un circuito dado, es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Cabe recordar
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    que esta leyes una propiedad específica de ciertos materiales y no es una ley general del electromagnetismo como la ley de Gauss, por ejemplo. La ecuación matemática que describe esta relación es: Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que R en esta relación es constante, independientemente de la corriente Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales La resistividad. es la resistencia eléctrica específica de cada material para oponerse al paso de una corriente eléctrica. Se designa por la letra griega Rho minúscula (ρ) y se mide en ohmiosmetro (Ω•m).1 En donde R es la resistencia en ohm, S la sección transversal en m² y l la longitud en m. Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Como ejemplo, un material de 1 m de largo por 1 m de ancho por 1 m de altura que tenga 1 Ω de resistencia tendrá una resistividad (resistencia específica, coeficiente de resistividad) de 1 Ω•m .Cálculo experimental de la resistividad de un metal Tabla de resistividades de algunos materiales. Material Plata2 Cobre3 Oro4 Aluminio5 Wolframio6 Níquel7 Hierro8 Resistividad (en 20 °C-25 °C) (Ω·m) 1,47 x 10-8 1,71 x 10-8 2,35 x 10-8 2,82 x 10-8 5,65 x 10-8 6,40 x 10-8 9,71 x 10-8
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    Platino9 Estaño10 Acero inoxidable 30111 Grafito12 10,60x 10-8 11,50 x 10-8 72,00 x 10-8 60,00 x 10-8 La conductividad eléctrica. Es la medida de la capacidad de un material que deja pasar la corriente eléctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su movimiento.La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto , y su unidad es el S/m (siemens por metro) o Ω-1·m-1. Usualmente la magnitud de la conductividad (σ) es la proporcionalidad entre el campo eléctrico y la densidad de corriente de conducción : Algunas conductividades eléctricas Metal Conductividad Eléctrica Temperatura(°C) Plata Cobre CobreRecocido Oro Aluminio Wolframio Hierro Semiconductores (S·m-1) 6,30 × 107 5,96 × 107 5,80 × 107 4,55 × 107 3,78 × 107 1,82 × 107 1,53 × 107 Conductividad Eléctrica Carbono Germanio Silicio Aislantes (S·m-1) 2,80 × 104 2,20 × 10-2 1,60 × 10-5 Conductividad Eléctrica Temperatura(°C) Vidrio Lucita Mica Teflón Cuarzo Parafina (S·m-1) 10-10 a 10-14 < 10-13 10-11 a 10-15 < 10-13 1,33 × 10-18 3,37 × 10-17 20 20 20 20-25 20 Temperatura(°C)
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    Líquidos Conductividad Eléctrica Temperatura(°C) (S·m-1) Aguade mar 5 Agua potable 0,0005 a 0,05 Agua desionizada 5,5 × 10-6 23 La potencia eléctrica. Es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt). Potencia eléctrica en circuitos es P = I .V, donde I es la corriente y V es la diferencia de potencial a la que está sujeta esta corriente I. Para un elemento óhmico, tal como es una resistencia, tenemos además que V = R. I, por lo que en este caso particular tenemos que P = I²R.