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1.3. Conceptos y relaciones fundamentales de resistencia, capacitancia e inductancia. Resistencia Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simón Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud y es inversamente proporcional a su sección transversal. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual con 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 magnitud recíproca es la conductancia, medida en Siemens. Por otro lado, 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 potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.

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También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia". Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

Capacitancia La capacitancia, es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste. La cantidad de carga Q que un capacitor puede almacenar depende del voltaje aplicado. Los experimentos muestran que para un determinado capacitor, Q es proporcional al voltaje. Sea C la constante de proporcionalidad entonces:

Al reordenar los términos se obtiene:

·

· ·

Dónde: C es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday); esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o picofaradio. Q es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios; V es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios. Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad. En la práctica, la dinámica eléctrica del condensador se expresa gracias a la siguiente ecuación diferencial, que se obtiene derivando respecto al tiempo la ecuación anterior

Donde i representa la corriente eléctrica, medida en amperios.

Dónde: C es la capacidad, en faradios; A es el área de las placas, en metros cuadrados; ε es la permitividad; d es la separación entre las placas, en metros.

Inductancia En electromagnetismo y electrónica, la inductancia (L), es una medida de la oposición a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético, y se define como la relación entre el flujo magnético (ϕ) y la intensidad de corriente eléctrica (I) que circula por la bobina y el número de vueltas (N) del devanado:

La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aparece. Con muchas espiras se tendrá más inductancia que con pocas. Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia. El flujo que aparece en esta definición es el flujo producido por la corriente I exclusivamente. No deben incluirse flujos producidos por otras corrientes ni por imanes situados cerca ni por ondas electromagnéticas. Esta definición es de poca utilidad porque es difícil medir el flujo abrazado por un conductor. En cambio se pueden medir las variaciones del flujo y eso sólo a través de la Tensión Eléctrica V inducida en el conductor por la variación del flujo. Con ello llegamos a una definición de inductancia equivalente pero hecha a base de cantidades que se pueden medir, esto es, la corriente, el tiempo y la tensión:

Inductancia El elemento que acumula energía en forma de campo magnético es el inductor o bobina. Con una corriente variable con el tiempo, la energía se acumula durante una parte del ciclo en el elemento y durante de la otra parte del ciclo se devuelve a la fuente. Cuando un inductor se desconecta de la fuente, el campo magnético desaparece, y, por lo tanto, no hay energía acumulada en el elemento. La inductancia se establece entre el flujo magnético y la corriente eléctrica, Se simboliza con la letra L, Se mide en Henrio (H). La energía acumulada en el campo magnético de una inductancia es wL= 1/2Li²...