Principios de Electrodinámica: Corriente, Resistencia y Aplicación de la Ley de Ohm

Fundamentos de Electrodinámica y Circuitos Eléctricos

Conceptos Fundamentales

• Corriente Eléctrica (I): Es el movimiento ordenado de cargas eléctricas a través de un conductor entre dos puntos que se mantienen a una diferencia de potencial eléctrico.
• Intensidad de Corriente: Corresponde a la cantidad de carga eléctrica ($Q$) que pasa por una sección transversal del conductor en cada unidad de tiempo ($t$). Como todo concepto físico, la intensidad de corriente se expresa matemáticamente de la siguiente forma:

  $$I = \frac{Q}{t}$$

• Resistencia Eléctrica (R): La cantidad de carga que pasa por un conductor también está determinada por el material usado. Se entiende como resistencia eléctrica a la oposición que presenta un conductor al paso de la corriente a través de él. Es una característica intrínseca de cada material. Para un determinado conductor, la resistencia eléctrica está determinada por variables como la resistividad ($\rho$), la longitud ($L$) y el área de la sección transversal ($A$). La resistividad y la longitud influyen de forma directamente proporcional.
• La unidad de medida de la resistencia eléctrica en el Sistema Internacional (SI) es el Ohm ($\Omega$).
• Resistividad ($\rho$) o Resistencia Específica: Es un concepto que permite diferenciar la resistencia eléctrica de un material respecto de otro. Corresponde a la resistencia eléctrica de un conductor que tiene la unidad de longitud y la unidad de área o sección transversal, típicamente medida a 0 ºC.
• De nuestra experiencia diaria podemos observar que la temperatura influye en la resistencia eléctrica de un conductor, dado que sus dimensiones y la movilidad de los portadores de carga varían.

La Ley Fundamental de Ohm

• Ley de Ohm: El físico Georg Simon Ohm comprobó que, al aplicar distintos voltajes (diferencia de potencial, $V$) a un mismo conductor, la intensidad de corriente ($I$) producida es directamente proporcional al voltaje aplicado. Esta ley fundamental se expresa matemáticamente de la forma:

  $$V = I \cdot R$$

Ejercicios Prácticos de Aplicación

A continuación, se presentan problemas comunes en el estudio de la electrodinámica básica:

1. Ejercicio 1: Calcule la resistencia eléctrica de un conductor al aplicarle un voltaje de 12 V, si la intensidad de corriente es de 50 mA (miliampere).
2. Ejercicio 2: La resistencia eléctrica de un conductor es de 20 $\Omega$. Calcule la intensidad de corriente que se produce en él cuando es sometido a una diferencia de potencial de 6 V.
3. Ejercicio 3: ¿Cuántos electrones pasan por una sección transversal del conductor cada segundo, si fluye una corriente eléctrica de 2.5 A?