En este post te explicamos cuáles son las principales leyes de la electricidad. También podrás ver cuáles son las fórmulas de las leyes eléctricas y, además, podrás practicar cómo se aplican con ejercicios resueltos.
Índice
Principales leyes de la electricidad
Las principales leyes de la electricidad son:
- Ley de Ohm.
- Ley de Coulomb.
- Leyes de Kirchhoff.
- Ley de Watt.
- Ley de Joule.
- Ley de Faraday.
A continuación se explica en qué consiste cada ley de la electricidad:
Ley de Ohm
La ley de Ohm es una ley eléctrica que relaciona matemáticamente el voltaje, la intensidad de corriente y la resistencia eléctrica.
En concreto, la ley de Ohm establece que la intensidad de corriente que circula por un conductor es igual a la diferencia de voltaje entre sus extremos dividido por su resistencia eléctrica.
Por lo tanto, la fórmula de la ley de Ohm es la siguiente:
Donde:
es la intensidad de corriente eléctrica que circula por el conductor, cuya unidad en el Sistema Internacional es el amperio (A).
es el voltaje entre los extremos del conductor, cuya unidad en el Sistema Internacional es el voltio (V).
es la resistencia eléctrica del conductor, cuya unidad en el Sistema Internacional es el ohmio (Ω).
Nota: la ley de Ohm en ocasiones se expresa como I=ΔV/R, donde ΔV representa la diferencia de voltaje entre los extremos del conductor.
Ley de Coulomb
La ley de Coulomb dice que la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es igual a la constante de Coulomb multiplicado por los valores de las cargas eléctricas dividido por el cuadrado de la distancia que hay entre las cargas.
Por lo tanto, la fórmula de la ley de Coulomb es la siguiente:
Donde:
es la fuerza eléctrica entre las cargas, expresada en newtons (N).
es la constante de Coulomb, cuyo valor en el vacío es 9·109 N·m2/C2.
y 
son los valores de las dos cargas puntuales, expresadas en culombios (C).
es la distancia que separa las dos cargas puntuales, expresada en metros (m).
La dirección de la fuerza eléctrica es la línea recta que une las dos cargas puntuales, mientras que el sentido de la fuerza eléctrica se determina por los signos de las cargas:
- La fuerza eléctrica es de repulsión cuando las dos cargas tienen el mismo signo.
- La fuerza eléctrica es de atracción cuando las dos cargas son de signo opuesto.
Al tener dirección y sentido, en realidad la fuerza eléctrica es un vector. Así pues, la expresión vectorial de la fuerza eléctrica se calcula con la siguiente fórmula:
Donde 
es el vector unitario que indica la dirección que une las dos cargas, es decir, es el vector unitario de 
.
Leyes de Kirchhoff
Las leyes de Kirchhoff son dos ecuaciones que sirven para resolver circuitos eléctricos. Hay dos leyes de Kirchhoff: la ley de corrientes (o ley de nodos) y la ley de tensiones (o ley de mallas).
Las leyes de Kirchhoff dicen lo siguiente:
- Primera ley de Kirchoff: la suma de corrientes que entran y salen de un nodo es igual a cero.
- Segunda ley de Kirchoff: la suma de tensiones de un circuito cerrado es igual a cero.
Por lo tanto, las fórmulas de las leyes de Kirchhoff son:
- Fórmula de la primera ley de Kirchoff: I1 + I2 + … + Ik = 0
- Fórmula de la segunda ley de Kirchoff: V1 + V2 + … + Vk = 0
Ley de Watt
La ley de Watt dice que la potencia eléctrica de un dispositivo es igual a su tensión eléctrica multiplicada por la intensidad de la corriente que circula por él.
De modo que la fórmula de la ley de Watt es la siguiente:
Donde:
es la potencia eléctrica.- es la tensión eléctrica o voltaje.
- es la intensidad de la corriente eléctrica.
Ley de Joule
La ley de Joule dice que la energía disipada por un conductor es igual al cuadrado de la intensidad de la corriente por la resistencia del conductor por el tiempo que fluye la corriente por el conductor (Q=I2·R·t).
Entonces, la fórmula de la ley de Joule es la siguiente:
Donde:
- es el calor o energía térmica disipada, expresada en julios (J)
- es la intensidad de corriente eléctrica que circula por el conductor, expresada en amperios (A).
- es la resistencia eléctrica del conductor, expresada en ohmios (Ω).
es el tiempo durante el cual la corriente circula por el conductor, expresado en segundos (s).
Ley de Faraday
La ley de Faraday, también llamada ley de Faraday-Lenz, es una ley del electromagnetismo que define la relación entre la tensión inducida en un circuito cerrado y el flujo magnético.
La ley de Faraday establece que cuando varía el flujo magnético se induce una tensión (fuerza electromotriz) equivalente a la variación temporal del flujo magnético cambiado de signo.
Así pues, la fórmula de la ley de Faraday es la siguiente:
Si tenemos como inductor una bobina con N espiras, tenemos que multiplicar la fórmula anterior por el número de espiras:
Donde:
es la tensión inducida o fuerza electromotriz (fem), expresada en voltios (V).
es el flujo magnético, expresado en webers (Wb).
es la tasa de variación temporal del flujo magnético.
es el número de espiras de la bobina.
Ten en cuenta que el flujo magnético puede variar por diferentes motivos: por un cambio en la intensidad del campo magnético, por un movimiento de la fuente del campo magnético, por un giro de la superficie que atraviesa el flujo magnético, etc.
