La conductancia es una expresión de la facilidad con la que la corriente eléctrica fluye a través de materiales como los metales y los no metales. En las ecuaciones, la letra G mayúscula simboliza la conductancia. La unidad estándar de conductancia es el siemens (S), antes conocido como mho.
La conductancia es esencialmente una propiedad que se encuentra en los buenos conductores de la electricidad, como el aluminio y el cobre. Los átomos y las moléculas de estos metales se encuentran en un estado de movimiento aleatorio, lo que hace que los electrones de las capas exteriores se salgan de su órbita y se conviertan en electrones libres. Estos electrones libres pueden moverse de un átomo a otro. Siempre que hay una diferencia de potencial, se desplazan de un potencial bajo a un potencial alto.
La temperatura y la presión de estos materiales también desempeñan un papel importante. Afectan al movimiento aleatorio de los átomos y las moléculas de los metales. Si la temperatura es constante, se puede calcular la conductancia del material.
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¿Qué es la Conductancia?
La conductancia (también conocida como conductancia eléctrica) se define como el potencial de una sustancia para conducir electricidad. La conductancia es la medida de la facilidad con la que la corriente eléctrica (es decir, el flujo de carga) puede atravesar un material. La conductancia es la inversa (o recíproca) de la resistencia eléctrica, representada como 1/R.
Para entender mejor la conductancia, hay que recordar la resistencia de un objeto. En un sentido cualitativo, la resistencia nos indica la dificultad de paso de una corriente eléctrica. La resistencia entre dos puntos puede definirse en sentido cuantitativo como la diferencia de tensión que se necesita para transportar una corriente unitaria a través de los dos puntos especificados.
La resistencia de un objeto se representa como la relación entre la tensión que atraviesa algo y la corriente que lo atraviesa. La resistencia se mide en Ohms. La conductancia de un componente es la determinación de la rapidez con la que la corriente puede fluir dentro del componente. La conductancia se mide en Siemens (S).
Fórmula para Calcular la Conductancia Eléctrica
En electrónica, la conductancia es una medida de la corriente generada para un determinado voltaje aplicado por un dispositivo de circuito. Típicamente denotada por la letra G, la conductancia es el recíproco de la resistencia, R. Para definir la fórmula, necesitamos aplicar la ley de Ohm que establece que v=iR de la cual R puede ser calculada como:
R = v / i
La palabra conductividad es lo contrario de esta expresión. Se expresa como una relación entre la corriente y la tensión.
G = i / v
La conductancia se expresa como G y la unidad de medida era el «mho». Más tarde, al cabo de unos años, los investigadores sustituyeron la unidad por la de «Siemens», que se designaba con la letra S. Si se compara la resistencia con la conductancia, ésta es la inversa de la resistencia (es decir, 1/resistencia), como se muestra a continuación:
G = 1 / R
¿Cómo Calcular la Conductancia?
La conductancia se puede calcular con la ayuda de la resistencia, corriente, tensión y conductividad.
Por ejemplo, para un elemento del circuito que tiene una resistencia de 1.25 x 103 ohmios, determinar el valor de la conductancia. Sabemos que:
G = 1 / R
Al sustituir el valor de R y el valor de la conductancia se puede obtener como 0.8 x 103 Siemens
El siguiente ejemplo es un circuito eléctrico, en el que una entrada de 5V genera una corriente de 0.3A en una longitud de cable. Según la ley de Ohm, V=IR, a partir de la cual se puede calcular la resistencia como:
R = v / i
La conductancia es recíproca a la resistencia. Por lo tanto,
G = 1 / R
G = i / v
Al sustituir los valores de i y v, se puede obtener el valor de la conductancia como 0.06 Siemens
La conductancia se puede calcular a partir de la conductividad. Supongamos que se da un cable con una sección redonda de radio r y longitud L con un valor de resistividad conocido del material del cable, se puede determinar la conductancia G del cable. La relación entre G y σ es:
G = (Area x σ) / L
donde, Área = π r2
Por ejemplo, si hay una varilla de hierro con un radio de 0.001 metros y una longitud de 0.1 metros, calcula la conductancia de la varilla. Supongamos que el sigma del hierro es 1.03 x 107 Siemens/m. El área se calcula utilizando Area= π r2 como 3,14 x 10-6. Al hacer una nueva sustitución, se encuentra que la conductancia es de 324 Siemens.
¿Cuál es la Diferencia entre Conductancia y Conductividad?
La conductividad representa el grado en que un material determinado conduce la electricidad en un sistema existente. La conductividad también representa la capacidad de un objeto para transmitir el calor y el sonido. Podemos calcularla como una relación basada en la densidad de corriente del material respecto al campo eléctrico que genera el flujo de corriente.
Por ejemplo, se puede calcular la cantidad de energía que fluye por un circuito eléctrico. La conductancia describe el grado de capacidad de un objeto para conducir la electricidad en condiciones ideales. Es un valor estimado.
En este caso, también dependerá de las dimensiones del conductor.
¿Qué es la Conductancia en una Batería?
En una batería, la conductancia describe su capacidad para conducir la corriente y su capacidad para permitir el flujo de corriente. En este caso, a bajas frecuencias, las mediciones en ohmios de la conductancia de una batería indican el estado de salud de la misma.
Es una correlación lineal con la capacidad de descarga temporizada de una batería. La conductancia y la resistencia internas de la batería son inversamente proporcionales entre sí. Esto significa que, a medida que una aumenta, la otra disminuye.
¿Qué es la Conductancia en las Neuronas?
En términos sencillos, una neurona es un modelo basado en la conductancia que se representa mediante un único compartimento eléctrico isopotencial. No tiene en cuenta los movimientos de iones entre los compartimentos subcelulares y sólo representa los movimientos de iones entre el interior y el exterior de la célula.
Los iones se mueven a través de la membrana celular a través de canales iónicos específicos. Cuando estos canales se abren, la conductancia eléctrica y la permeabilidad a sus respectivos iones aumentan.
Esto conduce a un cambio en su potencial de membrana.