El voltaje es una diferencia en energía, y la corriente es el flujo de carga eléctrica.
El voltaje es la diferencia en energía eléctrica por unidad de carga, y 1 V equivale a 1 J/C. La corriente es la cantidad de carga que pasa a través de un área transversal en una unidad de tiempo, y 1 A representa 1 C/s. El voltaje indica la condición para la transferencia de energía, mientras que la corriente representa la cantidad real de movimiento de carga.
En una resistencia ideal, V = IR, podemos modificarla a I = V/R. Si duplicamos el voltaje, con la misma resistencia, la corriente también se duplica. Si duplicamos la resistencia, con el mismo voltaje, la corriente se reduce a la mitad. La clave está en lo que mantenemos constante en cada comparación.
Al leer la pendiente de un gráfico, primero verifique los ejes.
Si el eje horizontal representa el voltaje V y el eje vertical representa la corriente I, la gráfica es I = (1/R)V, y por lo tanto la pendiente es 1/R. A medida que la resistencia aumenta, la línea se hace más plana. Si el eje horizontal representa la corriente y el eje vertical representa el voltaje, la gráfica es V = RI, y por lo tanto la pendiente es R. A medida que la resistencia aumenta, la línea se vuelve más pronunciada.
Para verificar si un gráfico es lineal, mida en varios voltajes en lugar de calcular V/I en solo un punto. Además, verifique si el gráfico pasa por el origen y cuánto se desvía de la proporcionalidad.
Circuito de medida y condiciones de validez
El amperímetro se conecta en serie con el resistor que se está midiendo, y el voltímetro se conecta en paralelo a través de los dos extremos del resistor. Un resistor ideal para el amperímetro es cercano a 0, y la resistencia del voltímetro es muy grande, minimizando su impacto en el circuito. En el experimento, el circuito se completa, se cierra el interruptor, y se registran los valores.
La ley de Ohm no es una ley lineal universal para todos los componentes electrónicos. Los diodos, las bombillas cuya intensidad de luz varía con la temperatura, y los resistores no óhmicos no muestran una relación simple y proporcional entre el voltaje y la corriente. La resistencia medida en experimentos excluye las variaciones de temperatura y la resistencia interna de la fuente de alimentación y los instrumentos.
Relaciones y símbolos clave
V = IR · I = V/R · P = VI
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| V | Tensión entre los extremos de la resistencia | V |
| I | Corriente que atraviesa la resistencia | A |
| R | Resistencia | Ω |
| P | Potencia eléctrica | W |
Ejemplo resuelto
¿Cuál es el consumo de corriente y de potencia cuando se aplica 6 V a través de un resistor de 10 Ω?
I = 6/10 = 0.6 A, y P = 6 × 0.6 = 3.6 W. Si la resistencia se cambia a 20 Ω, la corriente en el mismo voltaje de 6 V será de 0.3 A. Además, la pendiente de la gráfica, donde el eje x representa el voltaje, también disminuye a la mitad.
Errores frecuentes
- Antes de referirse a la pendiente de un gráfico como “resistencia”, es necesario verificar tanto los ejes horizontal como el vertical.
- El amperímetro se conecta en serie, y el voltímetro en paralelo, no en serie-paralelo.