miércoles, 9 de marzo de 2011

EL ORDENADOR SERVIDOR

Igual como dijimos con los ordenadores clientes, el ordenador servidor puede ser cualquier ordenador con conexión a Internet o a nuestra red privada y con un determinado software.

software servidor

Un software servidor (o servicio), es un programa que se ejecuta de manera permanente en el ordenador servidor a la espera de que un ordenador client le realice una petición, en este momento, el programa servidor, realizará las acciones nescesárias para enviar el resultado de vuelta al cliente.

Para que puedan coexistir diferentes servicios en un mismo ordenador servidor, cada servicio esta escuchando por unos determinados puertos, toda comunicación se iniciará con un puerto de destino y un puerto de origen, y será contestada con manteniendo estos puertos pero en orden inverso:



Tipos de servidores

Cómo webmasters, nos interesará conocer principalmente los siguientes tipos de servidores:
Servidores HTTP - Servidores de páginas web
Servidores HTTPS - Servidores de páginas web seguros
Servidores de Base de Datos - Servidores de datos
Servidores de Aplicación - Servidores de programas de servidor
En los siguientes artículos explicaremos con más detalle estos servidores y aprofundizaremos en los más importantes de ellos, cómo por ejemplo Apache HTTP Server, Microsoft IIS..

PROTOCOLO DNS

dns_europa_international_09Este protocolo se utiliza para poder recordar de manera sencilla las direcciones IP. De esta manera surge el concepto de nombres de dominio. Gracias a esto podemos asignar a una dirección IP un nombre, además de que es más fiable por que l a dirección IP de un servidor puede cambiar pero el nombre no lo hace. Podemos decir entonces que el DNS es un sistema jerárquico y distribuido que permite traducir nombres de dominio en direcciones IP y viceversa. Otro uso común de este es para los servidores de correo a través del nombre de dominio de correo como por ejemplo “http://www.hotmail.com/“. Dado un dominio puede leerse de derecha a izquierda por ejemplo “http://www.google.es/” seria “.es” el dominio más alto.
Cada dominio es como si terminase con un “.” Por eso nuestro dominio seria “http://www.google.es/“y el punto al final es el elemento raíz de nuestro árbol y lo que indica al cliente que debe de empezar la búsqueda en los root Server. Estos root Server son los que tienen los registros TLD que son los dominios de nivel superior ósea los que no pertenecen a otro dominio, como son “com, org, net, es, etc.” Actualmente hay 13 TLD en todo el mundo y 10 de ellos se encuentran en estados unidos, uno en Estocolmo, otro en Japón, y el último en Londres. Si alguna catástrofe hiciese que estos 13 servidores dejasen de operar provocaría un gran apagón de Internet y causaria estragos a nivel mundial.
Estos servidores dice que dominios de primer nivel existen y cuales son sus servidores de nombres recursivamente los servidores de esos dominios dicen que subdominios existen y cuales don sus servidores.
Cada componente de dominio incluyendo la raíz, tiene un servidor primario y varios secundarios. Todos tienen la misma autoridad para responder por ese dominio, pero el primario es el único sobre el que se pueden hacer modificaciones de manera que los secundarios son reaplicas del primario.
Casi todos los servidores de nombres utilizan un software llamado bind que es un software de libre distribución utilizado por la mayoría de sistemas unix.
Una herramienta útil que encontramos para probar si un dominio se resuelve correctamente es el domando “nslookup“. Se trata de un cliente DNS que nos sirve para obtener direcciones IP a través del dominio y viceversaEl DNS ( Domain Name System ) o Sistema de Nombres de Dominio es una base de datos jerárquica y distribuida que almacena informacion sobre los nombres de dominio de de redes cómo Internet. También llamamos DNS al protocolo de comunicación entre un cliente ( resolver ) y el servidor DNS.

La función más común de DNS es la traducción de nombres por direcciones IP, esto nos facilita recordar la dirección de una máquina haciendo una consulta DNS ( mejor recordar www.programacionweb.net que 62.149.130.140 ) y nos proporciona un modo de acceso más fiable ya que por multiples motivos la dirección IP puede variar manteniendo el mismo nombre de dominio.

La estructura jerárquica

Un nombre de dominio consiste en diferentes partes llamadas etiquetas y separadas por puntos. La parte situada más a la derecha es el llamado dominio de primer nivel ( Top Level Domain ) y cada una de las partes es un subdominio de la parte que tiene a su derecha.

De esta manera, si tenemos www.programacionweb.net:
net - Es el dominio de primer nivel
programacionweb - Es un subdominio de net
www - Es un subdominio de programacionweb
Cada dominio o subdominio tiene una o más zonas de autoridad que publican la información acerca del dominio y los nombres de servicios de cualquier dominio incluido.Al inicio de esa jerarquía se encuentra los servidores raíz, que responden cuando se busca resolver un dominio de primer nivel y delegan la autoridad a los servidores DNS autorizados para dominios de segundo nivel.








Tipos de consulta

Una consultas de un cliente (resolver) a un servidor DNS puede ser recursiva si el servidor al que consultamos consulta a su vez otro servidor o iterativa si responde a partir de los datos que tiene almacenados localmente.

Tipos de regístro

Hay diferentes tipos de regístro DNS que se pueden consultar:
A (Dirección) - Este registro se usa para traducir nombres de hosts a direcciones IP.
CNAME (Nombre Canónico) - Se usa para crear nombres de hosts adicionales, o alias, para los hosts de un dominio.
NS (Servidor de Nombres) - Define la asociación que existe entre un nombre de dominio y los servidores de nombres que almacenan la información de dicho dominio. Cada dominio se puede asociar a una cantidad cualquiera de servidores de nombres.
MX (Intercambiador de Correo) - Define el lugar donde se aloja el correo que recibe el dominio.
PTR (Indicador) - También conocido como 'registro inverso', funciona a la inversa del registro A, traduciendo IPs en nombres de dominio.

PROTOCOLO SMTP

SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol ) o Protocolo Simple de Transferencia de Correo Electrónico es un conjunto de reglas que rigen el formato y la transferéncia de datos en un envío de Correo Electrónico ( e-mail ).

Tabla de contenido

La transferéncia del correo

Cuando enviamos un correo electrónico iniciamos un seguido de pasos que desencadenan diferentes comunicaciones SMTP que detallaremos en el próximo punto, primero vamos a ver que comunicaciones se realizan y porque.
Paso 1
El autor del mensaje utiliza un cliente de correo ( puede ser un programa o una aplicacion web ) para escribir un mensaje a un destinatário, el cliente de correo genera el codigo SMTP del mensaje y lo envía a un servidor SMTP saliente.

Paso 2
El servidor saliente utiliza una consulta DNS para conocer los servidores de correo entrante del dominio del destinatário ( llamados MX primário, MX secundário... ) y envía el correo SMTP al primero de ellos que responde.

Nota:
Para que el receptor reciba el mensaje tiene que tener los MX configurados en su servidor de DNS de manera que apunten a los servidores SMTP entrantes

Paso 3
Este servidor almacena el correo en el buzón de correo en el servidor del destinatário.


Paso 4
Finalmente el destinatário se conecta al servidor de correo entrante usando los protocolos POP3, IMAP4 o similar... y descarga el correo de su almacén.

La comunicación SMTP

La comunicación SMTP se realiza por TCP y normalmente en el puerto 25, es una comunicación tipo orden - respuesta delimitada por CRLF ( Retorno de carro + Salto de línea ) que podemos realizar de manera manual utilizando el comando telnet o con un cliente de correo:
 

000 
telnet smtp.example.com 25

En esta comunicación usaremos las siguientes ordenes SMTP:
HELO - Abre una sesión con el servidor
MAIL FROM - Indica el autor del mensaje
RCPT TO - Indica los destinatarios del mensaje
DATA - Cuerpo del mensaje, finaliza con la órden .
. - Final del cuerpo del mensaje ( orden DATA )
QUIT - Cierra la sesión
Y las respuestas que recibiremos serán, un código y un texto donde el código será:
2XX - Orden realizada correctamente
3XX - Orden correcta recibida pero no requiere acción.
4XX - Repetir orden correctamente
5XX - Error

ArribaEjemplo

Vamos a ver un ejemplo de envío de correo usando telnet:
 

000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
011
012
013
014
015 
telnet smtp.example.com 25
< 220 relay2.programacionweb.com ESMTP Postfix (Debian/GNU) > HELO localhost
< 250 relay2.programacionweb.com > MAIL FROM: eloi@example.com
< 250 Ok > RCPT TO: eloi@programacionweb.com
< 250 Ok > DATA
> Subject: Prueba
>
> Prueba de envío
> .
< 250 Ok: queued as 3BDCD2DE91D > QUIT
< 221 Bye

PROTOCOLO HTTPS

El protocolo HTTPS es una versión segura del protocolo HTTP que implementa un canal de comunicación seguro y basado en SSL ( Secure Socket Layers ) entre el navegador del cliente y el servidor HTTP.

Tabla de contenido

¿Porque utilizar HTTPS?

TCP/IP es un canal de comunicación no seguro, donde para ir de un cliente a un servidor, la información realiza un seguido de saltos entre diferentes routers que se encargan de hacer llegar la información a su destino.

En cada uno de estos saltos, la informacion es transmitida en la red local del router, siendo recibida tambien ( dependiendo del dispositivo que crea dicha red ) por todos los dispositivos de la misma red, pudiendo ser capturada para fines malintencionados.

No podemos evitar esto, pero podemos encriptar esta información para que una vez capturada no pueda conocerse su contenido y así poder enviar con tranquilidad numeros de cuenta, datos personales...

Diferéncias con HTTP

A diferéncia de HTTP, HTTPS trabaja por defecto por el puerto 443 TCP, y antes de enviar los datos realiza algunas acciones prévias.
Para hacer esta negociación, el cliente, envía al servidor las opciones de cifrado, compresión y versión de SSL junto con algunos bytes aleatorios llamados Challenge de Cliente.

El servidor, escoje las opciones de cifrado, compresión y versión de SSL entre las que ha ofertado el cliente y le envía su decisión y su certificado.

Ambos negocian la clave secreta llamada master secret y usando esta clave, la Challenge de Cliente y las opciones pactadas se envían la información encriptada de tal manera que de ser interceptada no se puede descifrar.

El certificado del servidor

Para que nos entendamos, un certificado de clave pública es un "documento" que certifica que el interlocutor ( el servidor HTTPS en el caso de HTTPS ) es quien realmente dice ser, esto se hace para evitar que un atacante pueda hacerse pasar por el servidor y recibir la comunicación segura en su lugar.

Estos certificados pueden generarse con herramientas cómo OpenSSL y para una mayor seguridad pueden ser firmados por una autoridad certificadora, por ejemplo:
VeriSign
Thawte
GoDaddy
GeoTrust
Aunque también puede ser auto-firmado, en este caso, evitaremos desenbolsar la cantidad de dinero que cobran las autoridades certificadoras manteniendo el cifrado del canal de datos, pero el cliente no tendrá total seguridad que la información está siendo enviada al servidor correcto.
 

PROTOCOLO HTTP

HTTP ( HyperText Transfer Protocol ) o Protocolo de Transferencia de Hipertexto es un conjunto de reglas que rigen la transferencia de datos en una comunicación Web.

En su base su finalidad es la transferencia de Hipertexto ( texto con componentes y enlaces a otros textos ) pero en la actualidad es utilizado tanto para la transferencia de Hipertexto cómo para transferencia de Ficheros ( carga y descarga de ficheros ), datos ( XML ), trafico de red ( SSLVPN )...

La comunicación HTTP

Los datos de una transacción HTTP son enviados en una comunicación TCP al puerto 80 ( por defecto) tipo cliente-servidor en la que el cliente ( navegador web ) envía una petición al servidor HTTP y el servidor responde cerrado o no la conexión.

El formato de la petición y la respuesta HTTP es el siguiente:
 

000
001
002
003
004
005 
Petición/Respuesta
Encabezado-1: Valor-1
...
Encabezado-N: Valor-n

[Cuerpo]

Donde la primera línea ( Petición/Respuesta ) será:
En una petición
El método, el recurso solicitado y el protocolo/versión separados por espacios:
GET /index.htm HTTP/1.1

En una respuesta
El protocolo/versión, el código de estado y el detalle de estado separados por espacios:
HTTP/1.0 404 Not Found
Pudiendo tener cualquiera de los siguientes estados:
100 Continua
101 Cambio de protocolo
200 OK
201 Creado
202 Aceptado
203 Información no oficial
204 Sin Contenido
205 Contenido para reset
206 Contenido parcial
300 Múlpiples posibilidades
301 Mudado permanentemente
302 Encontrado
303 Vea otros
304 No modificado
305 Utilice un proxy
307 Redirección temporal
400 Solicitud incorrecta
401 No autorizado
402 Pago requerido
403 Prohibido
404 No encontrado
405 Método no permitido
406 No aceptable
407 Proxy requerido
408 Tiempo de espera agotado
409 Conflicto
410 No mapas disponible
411 Requiere longitud
412 Falló precondición
413 Entidad de solicitud demasiado larga
414 URI de solicitud demasiado largo
415 Tipo de medio no soportado
416 Rango solicitado no disponible
417 Falló expectativa
500 Error interno
501 No implementado
502 Pasarela incorrecta
503 Servicio no disponible
504 Tiempo de espera de la pasarela agotado
505 Versión de HTTP no soportada
Los encabezados ( Encabezado1-N ) son una combinación directiva: valor que contienen, en la petición, información del navegador y la petición, y en la respuesta información del servidor y el recurso.

El cuerpo contiene los datos a enviar/recibir.

Ejemplo

Hacemos una petición:
 

000
001
002
003 
GET http://www.programacionweb.net/ HTTP/1.0
From: yo@miHost.example
User-Agent: HTTPTool/1.0 


Recibimos la respuesta:
 

000
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010
011
012
013
014
015 
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: text/html
Server: Microsoft-IIS/6.0
X-Powered-By: PHP/4.4.1
Date: Tue, 20 Jun 2006 01:12:47 GMT
Connection: close

<html>
<body>
<h1>Página principal de tuHost</h1>
(Contenido)
 .
 .
 .
</body>
</html>

Podeis ver los encabezados HTTP de un servidor con nuestro visor de encabezados

LA COMUNICACION CON LOS SERVIDORES

Antes de enviar una información a través de Internet, el sistema operativo del ordenador, se encarga de cortar esta información en pequeñas porciones y añadir a cada porcion algunos datos para que pueda ser entregada a su destinatario, formando lo que llamamos paquetes.

Cada paquete, esta destinado a un ordenador (direccion IP), proviene de otro (direccion IP) y es enviado a un ordenador / router (direccion MAC), el paquete se irá enviando de MAC en MAC hasta encontrar su destinatario, pero solo puede enviarse a direcciones MAC que estan en nuestra misma red.

Para saber a que IP de nuestra red se tiene que enviar el paquete, cada ordenador o router, tiene una tabla de rutas, en esta tabla se le indica la dirección final y a que direccion de nuestra red tenemos que enviar la informacion, si no se encuentra el destinatario en esta tabla, se enviará la informacion a la puerta de enlace.

Sabiendo a que IP hay que enviar el paquete, entonces el ordenador o router debe conocer la MAC a la que corresponde esa IP para enviarle el paquete, para esto envía un paquete ARP (en rojo en el esquema), recibe una respuesta ARP y lo guarda en la cache de direcciones ARP.



Proceso de envío de un paquete


Como vemos, el paquete será enviado siempre de router en router usando sus direcciones MAC, enviando los paquetes ARP que hagan falta para ir conociendo las MAC de las IP que encontramos en la tabla de rutas hasta que llegemos a la red de destino y el paquete pueda ser entregado a la MAC del servidor.

Seguidamente el servidor perparará la informacion de respuesta y la enviará siguiendo el mismo procedimiento hacia la IP de origen (que ahora será destino) exactamente de la misma manara, pero ahora no haran falta los paquetes ARP porque las direcciones MAC ya estan guardadas en la cache.

LA RESOLUCION DEL NOMBRE DE DOMINIO

Antes de empezar la comunicación con el servidor, es nescesario conoder la dirección de Internet ( direccion IP ) de este servidor, para conocerla, deberemos transformar la dirección de nombre de dominio introducida por el usuario ( por ejemplo www.programacionweb.net ) a una dirección IP ( por ejemplo 213.223.12.87 ) mediante el protocolo DNS.

La consulta del nombre de dominio

Para traducir el nombre de dominio a una dirección IP (lo que se conoce como resolver el nombre de dominio o resolución DNS) nuestro ordenador deberá conocer la dirección IP de un servidor DNS, este dato nos lo dará nuestro proveedor de acceso a Internet y se lo indicaremos a nuestro ordenador en la configuración de red

Conociendo el servidor de DNS, nuestro ordenador iniciará una comunicación con él en la que le preguntará cual es la ip del nombre de dominio que se quiere resolver.

El servidor consultará una base de datos interna para ver si sabe que IP corresponde con este nombre de dominio, en el caso de no encontrar el nombre preguntado en su base de datos, preguntará a otro servidor DNS que realizará los mismos pasos hasta que alguno sepa contestar los datos.



El que sabe la IP, se la enviará al primero de los servidores y este nos enviará la respuesta y se guardará durante un tiempo el resultado por si se lo volvemos a preguntar.

Ejemplo de consulta

Conociendo el protocolo DNS veamos una consulta de un regístro de dirección y su respuesta:
 

000
001 
> www.programacionweb.net         IN      A
< www.programacionweb.net. 39332  IN      A       62.149.130.140

Podemos ejecutar consultas con el comando nslookup, podemos tambien obtener informacion con la utilidad dig

EL ORDENADOR CLIENTE

Cualquier ordenador capaz de comunicarse a través de Internet i que cumpla un seguido de requisitos muy sencillos puede ser cliente en una comunicación cliente-servidor para descargar un documento web.

Lo primero que debe cumplir el ordenador es que ha de estar conectado a Internet y ha de tener unos requisitos mínimos de configuracion de red y de navegacion que detallaremos a continuación.

Configuracion de red

Para que un ordenador pueda acceder a Internet, debe tener una configuracion a la red, tanto a una red local (ver esquema) como a Internet directamente, sea cómo sea, este ordenador, deberá enviar todos los paquetes de datos que quiera enviar a Internet a traves de un encaminador (router) que se encargará de hacerlos llegar a su destino a través de otros routers.

Para que esto funcione, el ordenador debe tener una dirección IP  y debe conocer la dirección IP del router (que llamamos 'Puerta de enlace predeterminada' o 'default gateway')




Configuracion de una red local


A parte, el cliente, ha de tener un servidor de DNS principal para poder convertir nombres de dominio (como www.programacionweb.net) en direcciones IP para poder llegar hasta los dominios

Configuracion de navegacion

Para descargar y ver páginas web, el ordenador cliente debe tener instalado un software de navegación web (HTTP, HTTPS ...) como puede ser:
1.- Internet Explorer
2.- Mozilla Firefox
3.- Opera
4.- Konkeror
...
El navegador, es el encargado de recibir la página web y mostrarla al usuario, también, ejecuta código cómo puede ser JavaScript, VBScript, binarios cómo Flash, Active-X...

FUNCIONMIENTO DE UNA WEB

Cuando una persona accede a una página web, establece una comunicación HTTP o HTTPS a través de Internet con un seguido de ordenadores en lo que denominaremos comunicación cliente-servidor.

Llamamos cliente al ordenador que inicia la comunicación (el de la persona que quiere acceder a una página web) mientras que el servidor será el ordenador remoto que atiende esta petición y la responde.

El ordenador cliente utiliza un seguido de protocolos distintos para poder comunicarse con los servidores que participarán en la comunicación, servidores que a su vez utilizaran protocolos parecidos para comunicarse con el cliente o con otros servidores.






Comunicacion cliente-servidor


Algunos de los servidores que frecuentemente participan cuando accedemos a una página web son:
1.- Servidores HTTP
2.- Servidores HTTPS
3.- Servidores DNS
4.- Servidores Proxy
5.- Servidores de bases de datos
...
Estos conceptos, que explicaremos mas adelante, es importante que nos queden muy claros para entender mejor ciertos aspectos de la programación de paginas web y sobretodo para saber porque funcionan o porque no funcionan las cosas que hacemos en nuestra web.

HALLAR EL VALOR DE LA TENSIÓN O VOLTAJE

Para hallar ahora la tensión o voltaje “V” aplicado a un circuito, conociendo el valor de la intensidad de la corriente en ampere “A” que lo recorre y el valor en ohm de la resistencia “R” del consumidor o carga a éste conectada, podemos seguir el mismo procedimiento tapando ahora la “V”, que será la incógnita a despejar.
 
Sustituimos los valores de la intensidad de corriente “A” y de la resistencia “R” del ejemplo anterior y tendremos:
El resultado de esa operación de multiplicar será 1,5 V, que es la diferencia de potencial o fuerza electromotriz (FEM), que proporciona la batería conectada en el circuito.
Los más entendidos en matemáticas pueden utilizar directamente la fórmula general de la Ley de Ohm realizando los correspondientes despejes para hallar las incognitas. Para hallar el valor de la intensidad “I” se parte de la representación matemática de la fórmula general:
De donde:
I – Intensidad de la corriente que recorre el circuito en ampere (A)
E – Valor de la tensión, voltaje o fuerza electromotriz en volt (V)
R – Valor de la resistencia del consumidor o carga conectado al circuito en ohm.
Para hallar la resistencia, despejamos la “R” en la fórmula de la forma siguiente:
Y para hallar la tensión despejamos la fórmula así:

HALLAR EL VALOR DE IMTENSIDAD DE LA CORRIENTE

Veamos ahora qué ocurre con la intensidad de la corriente si la resistencia, en lugar de tener 3 ohm, como en el ejemplo anterior, tiene 6 ohm. En este caso la incógnita a despejar sería el valor de la corriente “A”, por tanto tapamos esa letra:
Sustituimos a continuación la “V” por el valor de la tensión de la batería, es decir, 1,5 V y la “R” por el valor de la resistencia (6 ohm) y efectuamos la operación matemática dividiendo el valor de la tensión o voltaje entre el valor de la resistencia:
En este resultado podemos comprobar que, efectivamente, la resistencia es inversamente proporcional al valor de la corriente, porque al aumentar el valor de “R”, de 3 a 6 ohm, la intensidad “A” de la corriente varió también, disminuyendo su valor de 0, 5 a 0,25 ampere.

HALLAR EL VALOR EN UNA RESISTENCIA

HALLAR EL VALOR EN OHM DE UNA RESISTENCIA
Por ejemplo, si queremos calcular la resistencia “R” en ohm de una carga conectada a un circuito que tiene aplicada una tensión o voltaje “V” de 1,5 volt y por el cual circula un flujo de corriente de 500 miliampere (mA) de intensidad, lo podemos hacer de la siguiente forma:

Tapamos “R”, que representa el valor de la incógnita que queremos despejar, en este caso la resistencia “R” en ohm, y nos queda:
Es decir, el valor de la tensión o voltaje “V”, dividido por el valor de la corriente “A” en ampere. El resultado será el valor de la resistencia “R” que deseamos hallar.
En el caso de este ejemplo específico tenemos que el valor de la tensión que proporciona la fuente de fuerza electromotriz (FEM), o sea, la batería, es de 1,5 volt, mientras que la intensidad de la corriente que fluye por el circuito eléctrico cerrado es de 500 miliampere (mA).
Pero antes de poder realizar correctamente esa simple operación matemática de división, será necesario convertir primero los 500 miliampere en ampere, pues de lo contrario el resultado sería erróneo. Para hacer la conversión dividimos 500 mA entre 1000:
Hecha esta conversión tenemos como resultado que 500 miliampere equivalen a 0,5 ampere, por lo que ya podemos proceder a sustituir los valores para hallar cuántos ohm tiene la resistencia del circuito eléctrico con el que estamos trabajando.
El resultado muestra que el valor de la resistencia “R” conectada al circuito es de 3 ohm.

POSTULADO GENERAL LEY DE OHM

“El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada”
Desde el punto de vista matemático, este postulado se puede representar por medio de la siguiente fórmula:
No obstante, aquellas personas que estén menos relacionadas con el despeje de fórmulas matemáticas, pueden realizar los cálculos de tensión, corriente y resistencia de una forma más fácil utilizando el siguiente recurso práctico:
Con esta representación de la Ley de Ohm, solamente tendremos que tapar con un dedo la letra que representa el valor de la incógnita que queremos hallar y de inmediato quedará indicada con las otras dos letras la operación matemática que será necesario realizar.

LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm.
Georg Simon Ohm. 1787-1854
Es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
1-Tensión o voltaje (E), en volt (V).
2-Intensidad de la corriente (I), en ampere (A) o sus submúltipos.
3-Resistencia (R) de la carga o consumidor conectado al circuito en ohm (), o sus múltiplos.
Circuito eléctrico compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica y el flujo de una intensidad de corriente.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más el paso de la corriente eléctrica que otros, cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, si la resistencia aumenta, la corriente disminuye y, viceversa, si la resistencia disminuye la corriente aumenta, siempre y cuando, en ambos casos, el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.
Por otro lado, de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

CORRIENTE ALTERNA FRENTA A CONTINUA

La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.
La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad, podemos, mediante un transformador, elevar el voltaje hasta altos valores (alta tensión), disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente. Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule y otros efectos asociados al paso de corriente tales como la histéresis o las corrientes de Foucault. Una vez en el punto de consumo o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.

CORRIENTE ALTERNA

Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.

 Onda sinusoidal
Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos (figura 2), como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:
 
donde:
A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
ω la pulsación en radianes/segundo,
t el tiempo en segundos, y
β el ángulo de fase inicial en radianes.
Dado que la velocidad angular es más interesante para matemáticos que para ingenieros, la fórmula anterior se suele expresar como:
 
donde f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período . Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz.

POLARIDAD

Polaridad
Generalmente los aparatos de corriente continua no suelen incorporar protecciones frente a un eventual cambio de polaridad, lo que puede acarrear daños irreversibles en el aparato. Para evitarlo, y dado que la causa del problema es la colocación inadecuada de las baterías, es común que los aparatos incorporen un diagrama que muestre cómo deben colocarse; así mismo, los contactos se distinguen empleándose convencionalmente un muelle metálico para el polo negativo y una placa para el polo positivo. En los aparatos con baterías recargables, el transformador – rectificador tiene una salida tal que la conexión con el aparato sólo puede hacerse de una manera, impidiendo así la inversión de la polaridad.
En los casos de instalaciones de gran envergadura, tipo centrales telefónicas y otros equipos de telecomunicación, donde existe una distribución centralizada de corriente continua para toda la sala de equipos se emplean elementos de conexión y protección adecuados para evitar la conexión errónea de polaridad.
La polaridad de la circulación de la corriente continua, se establece por convenio desde el polo positivo hacia el polo negativo. No obstante el movimiento de electrones (cargas negativas) se produce desde el polo negativo al positivo. Y cada vez que se mueve un electrón deja un hueco positivo, que atrae a otro electrón. Este flujo de huecos, es el que se produce en sentido positivo a negativo.

CONVERSION DE CORRIENTE CONTINUA

Conversión de corriente alterna en continua
Rectificación de la tensión en corriente continua.Este proceso, denominado rectificación, se realiza mediante dispositivos llamados rectificadores, basados en el empleo de tubos de vacío y actualmente, de forma casi general, mediante diodos semiconductores o tiristores

CORRIENTE CONTINUA

La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.

Su descubrimiento se remonta a la invención de la primera pila por parte del científico italiano Conde Alessandro Volta. No fue hasta los trabajos de Thomas Alva Edison sobre la generación de electricidad en las postrimerías del siglo XIX, cuando la corriente continua comenzó a emplearse para la transmisión de la energía eléctrica. Ya en el siglo XX este uso decayó en favor de la corriente alterna (propuesta por el inventor Nikola Tesla, sobre cuyos desarrollos se construyó la primera central hidroeléctrica en las Cataratas del Niágara) por sus menores pérdidas en la transmisión a largas distancias, si bien se conserva en la conexión de redes eléctricas de diferente frecuencia y en la transmisión a través de cables submarinos.
También se está extendiendo el uso de generadores de corriente continua mediante células solares -buscando un menor impacto medioambiental del uso de la energía solar frente a las soluciones convencionales (combustible fósil y energía nuclear)-.

CIRCUITOS MIXTOS

Circuito Mixto
Es una combinación de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solución de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se encuentran en serie y en paralelo para finalmente reducir a la un circuito puro, bien sea en serie o en paralelo.

CIRCUITO PARALELO

Circuitos Paralelo
Se define un circuito paralelo  como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se  bifurca en cada nodo. Su característica mas importante es el hecho de que el potencial en cada elemento del circuito tienen la misma diferencia de potencial.

CIRCUITO EN SERIE

Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito.

POTENCIA ELECTRICA

Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.

Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.

La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.

CONCEPTO DE ENERGIA

Para entender qué es la potencia eléctrica es necesario conocer primeramente el concepto de “energía”, que no es más que la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo eléctrico cualquiera para realizar un trabajo.

Cuando conectamos un equipo o consumidor eléctrico a un circuito alimentado por una fuente de fuerza electromotriz (F.E.M), como puede ser una batería, la energía eléctrica que suministra fluye por el conductor, permitiendo que, por ejemplo, una bombilla de alumbrado, transforme esa energía en luz y calor, o un motor pueda mover una maquinaria.

De acuerdo con la definición de la física, “la energía ni se crea ni se destruye, se transforma”. En el caso de la energía eléctrica esa transformación se manifiesta en la obtención de luz, calor, frío, movimiento (en un motor), o en otro trabajo útil que realice cualquier dispositivo conectado a un circuito eléctrico cerrado.

La energía utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en “joule” y se representa con la letra “J”.

VOLTAJE

También llamado tensión o diferencia de potencial, el voltaje es la diferencia que hay entre dos puntos en el potencial eléctrico, refiriéndonos a potencial eléctrico como el trabajo que se realiza para trasladar una carga positiva de un punto a otro.
De esta manera, el voltaje no es un valor absoluto sino una diferencia entre las cargas eléctricas, que se mide en voltios, según el Sistema Internacional de Unidades.
Asimismo, si se coloca un conductor eléctrico entre dos puntos que tienen diferencia de potencial, se va a producir un flujo de corriente eléctrica. Y esta corriente eléctrica, al circular por los cables, es la que permite que los dispositivos electrónicos de la computadora (y todos los dispositivos electrónicos en general) se enciendan. La fuente de fuerza electromotriz es la que posibilita que esta corriente circule por los cables.
Cuanto mayor sea la diferencia de potencial o presión entre las cargas, mayor será el voltaje o tensión del circuito correspondiente. Lo que puede ocurrir es que haya un pico o una caída de tensión. El primero envía más electricidad que la necesaria mientras que la caída de tensión, por el contrario, es un período de bajo voltaje. Estas variaciones pueden causar problemas en los equipos, por lo que es necesario tener un dispositivo protector adecuado en el que se enchufen todos los componentes de nuestra computadora.