La corriente eléctrica la hemos definido con anterioridad como el flujo de electrones a través de un conductor eléctrico. La cantidad de carga por unidad de tiempo, es decir, en analogía a un río, su caudal, se denomina intensidad de corriente. Siguiendo con el recordatorio, el flujo de corriente irá desde donde mayor número de cargas hacia donde menos hay, es decir, necesitamos una diferencia de potencial, con migración del polo negativo (mayor número de electrones) al polo positivo (menor número de electrones).
Jugando con intensidad y diferencia de potencial (voltaje) podemos jugar con la llamada ley de Ohm, que nos relaciona estas dos variables con otra, la resistencia. Es decir, la diferencia de potencial entre los extremos de un conductor metálico es directamente proporcional a la intensidad que circula por él. Por lo tanto:
V = I×R
Donde V es el voltaje, I es la intensidad de corriente y R es la constante de proporcionalidad o resistencia. Jugar con esta fórmula física nos puede permitir comprender si conocemos el sentido de la multiplicación. Es decir, si aumentamos I, V será muy grande (manteniendo R constante). De igual modo, si aumentamos R, V será muy grande (manteniendo I constante). Por el contrario, si disminuimos los valores de I o de R, manteniendo el otro factor constante, V será muy pequeño.
En esta experiencia vamos a jugar con el factor resistencia. Es decir, en función de cómo sea R, de cómo sea el impedimento que le ofrecemos a los electrones a viajar por un conductor, mayor o menor cantidad de corriente viajará a su través.
Recordando los factores de los que depende la resistencia, destacamos:
- Al aumentar la longitud de un hilo conductor, la intensidad de corriente disminuye.
- Al sustituir el hilo conductor por otro de la misma naturaleza, idéntica longitud, pero de mayor sección (más gruesa), la intensidad aumenta.
- Al cambiar el conductor por otro de la misma sección y longitud, pero con diferencia en el tipo de material, la intensidad de corriente variará.
A la vista de todo esto, podemos decir que la resistencia de que se le ofrece a la corriente eléctrica es directamente proporcional a la longitud del hilo conductor e inversamente proporcional a la sección del mismo; siempre dependiendo de la naturaleza propia del conductor.
Esta explicación puede resumirse en la expresión matemática:
R = ρ × L / S
Donde ρ es una constante, la resistividad, y que depende de la naturaleza del material (por ejemplo, en el caso del cobre es de 1.7·10⁻⁸·m; o de 10¹⁰·m para el vidrio), L es la longitud del conductor y S es la sección del mismo.
Jugando con estas variables, os presentamos en esta experiencia el modo de encender una llama con hilo de acero y una pila de 9V, teniendo presente esta diferencia de potencial y un hilo de sección muy pequeña.
- Lana de acero.
- Pila de 9 voltios.
Esta experiencia es muy sencilla. Solamente tienes que poner en contacto la lana de acero con los bornes de la pila de 9V.
Cuando ponemos en contacto los bornes de la pila de 9 V con la lana de acero, comprobamos cómo empiezan a saltar chispas que, si las sometemos a un flujo de aire, podrán encender el material. Es decir, podremos fundir el acero sin estar en un gran alto horno, exclusivamente con una pila. ¿Qué es lo que ocurre? El hilo de acero es un buen conductor de la corriente. Posee una sección muy pequeña, por lo tanto, una gran resistencia eléctrica. Debido al conocido como efecto Joule, al circular la corriente eléctrica por un circuito, aumenta la temperatura del conductor, en nuestro caso, la lana de acero. La energía producida es lo suficientemente elevada como para provocar la combustión del material (figura 32).
Aunque no nos percatamos de lo siguiente, cuando insuflamos oxígeno a partir del aire que exhalamos, generamos una reacción química con la formación de óxido de hierro. Podemos comprobar con ello un imponente cambio de color en la masa de acero después de la reacción.
