Corriente eléctrica y resistencia

Intensidad

El flujo de carga que recorre un cable se denomina intensidad de corriente (i), y es la cantidad de coulomb que pasan en un segundo por una sección determinada del cable. Un coulomb por segundo equivale a 1 ampere, unidad de intensidad de corriente eléctrica.

[i] = (C/s) = (A)

Para poder estudiar que pasa en un circuito eléctrico sometido a corriente, se parte de supuestos:

a) La cantidad de cargas es la misma, no hay sumideros ni generadores de carga, independientemente de la sección

b) La corriente no es un vector

c) Las cargas eléctricas no se mueven libremente, si no que son arrastradas por el campo eléctrico

Esquema de la circulación de cargas en un circuito

Resistencia

Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores como aislantes, ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita necesariamente la corriente. La unidad empleada para cuantificar la resistencia es el ohm (Ω), que se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 ampere en un circuito con una fem de 1 volt.

Todos los componentes de un circuito eléctrico exhiben en mayor o menor medida una cierta resistencia.

Definición eléctrica:

Definición según el material:

R = R₀·(1 + α·T)

R₀: resistencia en condiciones normales.
α: coeficiente térmico del material (1/°C)·
T: temperatura de medición (°C).

Definición según la resistividad:

ρ: coeficiente de resistividad (Ω/m).
L: longitud del conductor (m).
A: sección del conductor (m²).

El coeficiente de resistividad es para conductores isótropos y homogéneos.

Conducción en líquidos y gases

Esquema de la circulación de cargas en líquidos

Cuando fluye una corriente eléctrica por un conductor metálico, el flujo sólo tiene lugar en un sentido, ya que la corriente es transportada en su totalidad por los electrones. En cambio en los líquidos y gases, se hace posible un flujo bidireccional debido a la ionización. En una solución líquida, los iones positivos se mueven en la disolución desde los puntos de potencial más alto a los puntos de potencial más bajo; los iones negativos se mueven en sentido opuesto. De forma similar, en los gases (que pueden ser ionizados por radiactividad, por los rayos ultravioletas de la luz solar, por ondas electromagnéticas o por un campo eléctrico muy intenso) se produce un movimiento bidireccional de iones que produce una corriente eléctrica a través del gas.

Para la electrólisis se requiere de:

• Electrolitos
• Iones
• Electrodos

Electrólisis de la plata

Esquema de una cuba electrolítica

Anodo: barra de plata (Ag)

Cátodo: elemento a platear

Electrolito: sal de plata.

Cuando un electrón sale del ánodo se desprende un catión plata:

Ag° - 1·e¯ ⟶ Ag⁺

Cuando un catión plata llega al cátodo recibe un electrón de este:

Ag⁺ + 1·e¯ ⟶ Ag°↓

La concentración del electrolito es constante. Se gasta electricidad en calentar todo.

Electrólisis del agua

Electrodos: plomo inerte.

Electrolito: H₂SO₄/H₂O

H₂SO₄ ⟶ 2·H⁺ + SO₄⁼

H₂O ⟶ H⁺ + OH¯

2·H⁺ + 2·e¯ ⟶ H₂°↑

2·SO₄⁼ ⟶ 2·SO₃ + 2·O⁼ ⟶ 2·SO₃ + O₂↑

SO₃ + H₂O ⟶ H₂SO₄

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina