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Oposición al flujo de electrones

uando hemos estudiado el movimiento de los electrones, hemos supuesto que éstos partían de una carga negativa y se desplazaban por un conductor hacia una carga positiva, ignorando en ese momento que pudiera existir algún tipo de impedimento al avance de los electrones.

En este apartado nos vamos a detener en aquellos factores que afectan a la conducción, por ofrecer algún tipo de oposición a que se mantenga el flujo de electrones en un conductor.

Factores que afectan a la conducción

La conducción de la corriente eléctrica está afectada por varios parámetros, que deben ser tenidos en cuenta obligatoriamente cuando se trata de diseñar o trabajar con circuitos eléctricos. Depende fundamentalmente de tres factores: el tipo o naturaleza del material por la cual pasa la corriente, la longitud y grosor del conductor, y la temperatura.

Tipo de material

No todos los materiales se oponen por igual al paso de la corriente, cada material ofrece una resistencia mayor o menor al flujo de electrones a través de él. Los buenos conductores, tales como la plata, el cobre o el aluminio, ofrecen una resistencia muy pequeña. Otros, como el plomo, conducen la corriente pero ofrecen más resistencia que los mejores conductores, como el cobre.

El tipo de material afecta a la conducción de los electrones

Los malos conductores (aislantes) tales como el cristal, la madera o el papel, ofrecen una resistencia muy elevada al paso de la corriente. En un circuito eléctrico cuanto más pequeño sea el diámetro de un conductor, más grande será su resistencia (R) y menor será el flujo o intensidad de corriente (I). Cuanto más grande sea el diámetro del conductor más baja será la resistencia y más elevada será la corriente.

Longitud del conductor

El flujo de electrones también está condicionado por la longitud del conductor; para dos cables del mismo material, el más largo ofrecerá más resistencia a la conducción. Podemos asimilar este efecto al que sucede en una tubería de agua: cuanto más larga sea la tubería, más resistencia ofrecerá al paso del agua, obligando a incrementar la potencia de la bomba que la impulsa.

De igual forma sucede con los cables que llegan a nuestra casa desde una central eléctrica, los cuales deben recorrer muchos kilómetros, por eso tienen que estar construidos con materiales que ofrezcan la menor resistencia posible. En este caso, también se recurre a otros métodos para minimizar al máximo la resistencia, como incrementar el diámetro del conductor, o jugar con los valores de voltaje y corriente en la central y a su llegada al punto de abonado.

Para dos materiales iguales, la longitud afecta a la conducción de los electrones

Cuando más adelante estudiemos la ley de Ohm, veremos la razón de porqué los grandes tendidos de distribución de energía eléctrica, que pueden discurrir a lo largo de cientos de kilómetros, son de alta tensión. Se trata de una argucia técnica para reducir al máximo el problema que representa la resistencia eléctrica y el nivel del flujo de corriente a tales distancias.

Las líneas de distribución eléctrica utilizan altas tensiones para hacer frente al problema de la resistencia y el nivel de flujo de corriente a grandes distancias

Sin entrar ahora en los detalles de aplicación de la ley de Ohm, diremos que para una misma potencia suministrada, elevando el voltaje a un valor dado se puede reducir la corriente en la misma proporción, es decir, la potencia entregada será la misma. Esto nos permite enviar a través de una línea de alta tensión una menor intensidad de corriente, y por tanto el cable puede ser mucho más delgado. A mayor voltaje presente en el cable menos corriente necesitamos enviar a través de él para conseguir la misma potencia a su llegada al punto de destino. Después, a su llegada, sólo es necesario reducir el voltaje mediante transformadores y la corriente volverá a subir en la misma proporción para mantener la potencia original. Sin este método, los cables de distribución de energía eléctrica tendrían que ser extremadamente gruesos, no sólo para soportar una inmensa cantidad de corriente a través de ellos, sino también para compensar la resistencia debida a la longitud del cable.

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