ley de lenz
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Ley de LenzLa ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico en
un conductor con la variación de flujo magnético en dicho conductor, y afirma que las tensiones o
voltajes inducidos sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se
oponen a la variación del flujo magnético que las induce. Esta ley se llama así en honor del físico
germano-báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834. En un contexto más general que el
usado por Lenz, se conoce que dicha ley es una consecuencia más delprincipio de conservación de la
energía aplicado a la energía del campo electromagnético.
Formulación
La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético
se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.
El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:
donde:
= Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).
= Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).
= Superficie definida por el conductor.
= Ángulo que forman el vector perpendicular a la superficie definida por el conductor y la
dirección del campo.
Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:
A su vez, el valor del flujo puede variar debido a un cambio en el valor del campo
magnético:
En este caso la Ley de Faraday afirma que la tensión inducida ℰ en cada instante
tiene por valor:
Donde ℰ es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo
magnético Φ. La dirección voltaje inducido(el signo negativo en la fórmula) se debe a
la oposición al cambio de flujo magnético.
Resistencia eléctricaPara el componente electrónico, véase Resistor.
Símbolo de la resistencia eléctrica en uncircuito.
Se le llama resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones para desplazarse
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 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 Unidadeses
el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el
uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida enSiemens.
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:1
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de
corriente en amperios.
También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente
proporcional a la longitud 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.
ResistividadLa 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 ohmios pormetro (Ω•m).1
en donde R es la resistencia en ohms, 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 .2
Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de
los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.
Índice
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1 Tabla de resistividades de algunos materiales
2 Resistividad de las rocas
o 2.1 Resistividad de las rocas porosas saturadas
3 Véase también
4 Referencias
5 Enlaces externos
Tabla de resistividades de algunos materiales
Material Resistividad (en 20 °C-25 °C) (Ω·m)
Plata 3 1,59 x 10-8
Cobre 4 1,71 x 10-8
Oro 5 2,35 x 10-8
Aluminio 6 2,82 x 10-8
Wolframio 7 5,65 x 10-8
Níquel 8 6,40 x 10-8
Hierro 9 9,71 x 10-8
Platino 10 10,60 x 10-8
Estaño 11 11,50 x 10-8
Acero inoxidable 301 12 72,00 x 10-8
Grafito 13 60,00 x 10-8
Ejemplo de conversión de: ( Ω·mm²/m ) a → ( Ω·m ): La resistividad del cobre es 0,017 Ω·mm²/m y para
convertir mm² a m² se multiplica por 10-6obteniendo 0,017x10-6Ω·m²/m que es igual a 1.7x10-8Ω.m
La conversión de Ω·mm²/m a Ω·m resulta de multiplicar la unidad inicial por 1x10-6pasando de Ω·mm²/m
a Ω·m²/m (Ω·m) y es la simplificación del índice de resistividad para un material de 1 m de largo por 1 m²
de sección transversal o bien, de 1 m3.
Resistividad de las rocas[editar · editar código]
Por sus componentes minerales, las rocas serían aislantes en la mayor parte de los casos (como lo son
las rocas ígneas). Las excepciones serían aquellas compuestas principalmente
porsemiconductores cuya proporción en la corteza es muy baja. En consecuencia, si el terreno es un
conductor moderado, se debe a que las rocas que lo constituyen son porosas y además poseen sus
poros parcial o totalmente ocupados por electrolitos; por lo tanto se comportan como
conductores iónicos de resistividad muy variable.
Para tener una idea del fenómeno de la conductividad en tales rocas se puede utilizar la expresión
obtenida por Maxwell que describe la resistividad de un medio heterogéneo compuesto por una
matriz de resistividad con material disperso de resistividad distribuido aleatoriamente y ocupando
una fracción del volumen total:
Fórmula válida sólo cuando las impurezas de resistividad se encuentran en volúmenes pequeños
comparados con las distancias que los separan, es decir, cuando los valores de son bajos.
Resistividad de las rocas porosas saturadas
Las rocas porosas cuyos poros están llenos de electrolitos constituyen un medio heterogéneo con
inclusiones de resistividad mucho menor que la de los minerales de su matriz. El caso de mayor interés
es aquel en el que los poros se encuentran en contacto (porosidad efectiva) y ofrecen un camino
ininterrumpido para la conducción de corriente eléctrica. Para una comprensión del fenómeno es
conveniente utilizar un modelo representativo de la conducción, siendo el de manojo de capilares el más
adecuado para este propósito...
Considerando una muestra de roca electrolíticamente saturada, con un camino poroso interconectado
(como una arenisca), y en la que se asume que toda la conducción eléctrica ocurre por el camino
electrolítico, se puede escribir:
Siendo: la resistividad [Ω·mm²/m]
la longitud [m]
sección de la muestra [mm²]
Se ha indicado [] las unidades típicas del S.I.
es la resistividad del electrolito y y la longitud y sección del camino electrolítico
equivalente.
Conductancia eléctricaSe denomina conductancia eléctrica (G) a la propiedad de transportar mover o desplazar uno o
más electrones en su cuerpo; es decir, que la conductancia es la propiedad inversa de laresistencia
eléctrica.
No debe confundirse con conducción, que es el mecanismo mediante el cual la carga fluye, o con
la conductividad, que es la conductancia específica de un material.
La unidad de medida de la conductancia en el Sistema internacional de unidades es el siemens.
Este parámetro es especialmente útil a la hora de tener que manejar valores de resistencia muy
pequeños, como es el caso de los conductores eléctricos.
Relación con otras cantidades[editar · editar código]
Como ya se mencionó, la relación entre la conductancia y la resistencia está dada por:
donde:
G es la conductancia (viene del inglés gate),
R es la resistencia en ohmios,
I es la corriente en amperios,
V es el voltaje en voltios.
(Nota: Esta relación solo es aplicable en el caso de circuitos puramente
resistivos.)
Para el caso reactivo, la conductancia se puede relacionar con la susceptancia y
la admitancia mediante la siguiente ecuación:
o por:
donde:
Y es la admitancia,
es la unidad imaginaria,
B es la susceptancia.
Conductividad eléctricaNo debe confundirse con Conductancia eléctrica.
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
también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura.
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 :