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La ley de Ohm

La ley de Ohm

Dr. Rodolfo A. Echavarría Solís

Personajes ilustres
1 noviembre, 2018

La ley de Ohm define la relación que existe entre la corriente y el voltaje en un circuito eléctrico. Es uno de los principios más utilizados, y todo estudiante de los temas eléctricos, desde el bachillerato hasta el doctorado, lo conoce y utiliza ampliamente.

Primeros años

Georg Simon Ohm nació el 16 de marzo de 1789, en Erlangen, Baviera, Alemania (en ese tiempo parte del Sacro Imperio Romano Germánico). Hijo de un cerrajero, quien había alcanzado un alto nivel de cultura de forma autodidacta. Georg tuvo seis hermanos, sin embargo, cuatro fallecieron en la niñez. Su padre se esmeró en que sus hijos tuvieran una buena educación, así que los instruyó a muy alto nivel en matemáticas, física, química y filosofía.

En este caso –al contrario de otros científicos–, su padre no quiso que siguieran sus pasos como cerrajero, aunque sí les enseñó su oficio, para que tuvieran una profesión a la cual dedicarse por si fallaban en la de su elección.

A los once años Ohm ingresa a la escuela, pero la educación formal le resulta aburrida y rutinaria, ya que sólo era obligado a memorizar textos, a diferencia de la educación que había recibido de su padre, la cual era muy interesante y motivadora. De hecho, es gracias a esta educación en casa que logra ingresar a la Universidad de Erlangen en 1805 (también es muy probable que su sueño de ser profesor haya nacido de las clases de su padre).

Sin embargo –como sucede en muchas ocasiones con los jóvenes–, Ohm descuida sus estudios universitarios, y se dedica a pasar el tiempo en otras actividades como el patinaje sobre hielo y el billar. Obviamente, cuando su padre se entera de que está desperdiciando una oportunidad que él nunca tuvo, lo saca de la universidad y lo envía a Suiza, donde consigue un empleo como profesor de matemáticas.

Uno de sus profesores de la Universidad de Erlangen, le aconseja que continúe con sus estudios de matemáticas. Ohm regresa a su Alma Máter y obtiene el grado de doctor en 1811. Ahí mismo se dedica a impartir clases de matemáticas. Sin embargo, no era el puesto que buscaba, además de que su sueldo era muy bajo, por lo que deja sus clases universitarias en 1813. Durante varios años se dedica a impartir clases en escuelas de bajo nivel académico o como tutor particular.

Sus primeros trabajos

En septiembre de 1817 es contratado en una escuela Jesuita de Colonia (de nivel equivalente al bachillerato actual), y es aquí donde por fin cuenta con los elementos necesarios para llevar a cabo sus investigaciones. La meta de Ohm era obtener un puesto de profesor titular en una universidad, y sabe que para obtenerlo debe de publicar artículos en los que demuestre la investigación que realiza.

Parece que hay un momento en la vida de Ohm en el que se da cuenta que se le está pasando el tiempo y no consigue su anhelo. Por lo tanto, se toma una especie de año sabático a medio sueldo con el fin de dedicarse a sus investigaciones.

Experimentos importantes

Para 1825 era conocido que si un buen conductor era sustituido por otro que no tuviera buenas características, se tenía un menor flujo de corriente. Por lo tanto, Ohm decidió experimentar con una resistencia de referencia y comparar su corriente con la que aparecía en otras resistencias de prueba.

Para medir la cantidad de corriente a través de las resistencias utilizaba un medidor de torsión de cargas eléctricas de Coulomb. Uno de los problemas que tenía era que la pila de Volta se descargaba rápidamente, por lo que no aplicaba el mismo voltaje a las distintas pruebas, así que realizaba un promedio de las mediciones.

Otra dificultad estaba en el hecho de que al conectar la resistencia se tenía un pico de corriente que aceleraba la descarga de la pila. Su solución fue conectar primero la nueva resistencia en paralelo antes de desconectar la anterior, por lo que siempre existía una carga conectada y se eliminaban los picos de corriente de encendido.

Con el descubrimiento, en 1822 del fenómeno termoeléctrico, por Thomas Seebeck, se contó con una nueva fuente de voltaje, sin el problema de descarga. Consiste en unir dos metales diferentes y aplicar una diferencia de temperatura en sus extremos, con lo que se genera un voltaje (principio utilizado en los termopares).

Ohm utilizó un termopar y alambres de cobre de diferentes longitudes para medir la relación entre el voltaje aplicado y la corriente producida. Ohm publicó sus resultados en 1827, en su obra “Die galvanische Kette, mathematisch bearbetiet” (el circuito galvánico investigado matemáticamente). Sin embargo, sus resultados no tuvieron aceptación, debido principalmente a los fundamentos matemáticos que quiso dar a su investigación.

La ley de Ohm

La gran aportación de Ohm por la que quedó inmortalizado y su nombre es conocido por todo aquel que estudia electricidad, desde los niveles básicos hasta el posgrado, es establecer la relación entre corriente, voltaje y resistencia eléctrica, mediante la formulación de su ley.

Antes de enunciar la ley de Ohm, comentemos en que consiste cada uno de estos parámetros. Para ello podemos utilizar una analogía hidráulica: el voltaje se puede ver como el nivel de agua que tiene un tanque, mientras que la corriente es el equivalente al flujo de agua en la tubería. La resistencia eléctrica se puede analizar como la resistencia de la tubería al paso del agua.

Por lo tanto, puede existir agua en el tanque (voltaje), pero sólo hasta que se abra la llave (se cierre el circuito), se tendrá el flujo de agua (corriente). Ohm descubrió que mientras más grande sea la resistencia (un tubo más pequeño), menos corriente (agua) fluirá, y viceversa; y que la corriente varía conforme lo hace el voltaje (a mayor nivel de agua en el tanque podremos tener más flujo de agua y viceversa).

La ley de Ohm establece que la corriente que fluye a través de un circuito eléctrico es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia. Este enunciado sencillo es básico para cualquier estudio de la electricidad y su aplicación está presente en todos los análisis de circuitos eléctricos.

La cátedra

No se sabe con exactitud porqué le fue tan difícil a Ohm que su trabajo fuera reconocido por los académicos y científicos. Algunos historiadores deducen que fue debido principalmente a las diferencias que tenía con quienes ocupaban puestos en el Ministerio de Educación y con algunos eminentes profesores. Esto, además de su carácter introvertido y de la forma como presentó sus resultados.

Sin embargo, con el tiempo comenzaron a llegar los reconocimientos: la Royal Society de Londres lo acepta como miembro en 1842, además de las Academias de Berlín, Turín y Baviera. Por fin, después de buscarlo por muchos años, en 1849 le ofrecen el puesto de profesor en la Universidad de Múnich, y en 1852 –dos años antes de su muerte– ocupa la cátedra de física en esta universidad.

Georg Simon Ohm falleció el 6 de julio de 1854 en Múnich, Baviera. En su honor a la unidad de resistencia eléctrica se le denominó “Ohm”.

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