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Ley de Ohm

Septiembre 7 del 2017

La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial {\displaystyle V} que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente {\displaystyle I} que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica {\displaystyle R}; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre {\displaystyle V} {\displaystyle I}:

{\displaystyle V=R\cdot I\,}

¿Que es el voltaje?

La palabra voltaje o potencial eléctrica, la real academia la define como “cantidad de voltios que actúan en un aparato o sistemas eléctrico” El voltaje es la capacidad física que tiene un circuito eléctrico, debido a que impulsa a los electrones a lo extenso de un conductor, esto quiere decir, que el voltio conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia, debido a que el voltaje es el mecanismo eléctrico entre los dos cuerpos, basándose a que si los dos puntos establecen un contacto de flujo de electrones puede suceder una transferencia de energía de ambos puntos, porque los electrones son cargas negativas y son atraídas por protones con carga positiva, pero además los electrones son rechazados entre sí por tener la misma carga.

¿Que es corriente?

La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material.1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio (A). Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.

¿Que es resistencia?

Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través de un conductor.12 La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente fórmula:

{\displaystyle R=\rho {\ell \over S}}

Circuito Simple

Un circuito eléctrico simple es un arreglo de partes con las que se pone a trabajar a la electricidad.

Son partes del circuito solo aquellos que se encuentran en el camino de los electrones. Los aislantes, el tablero de montaje, el portalámparas y soportes, no son partes del circuito. Cada parte del circuito tiene una función específica y se le identifica con un nombre que va de acuerdo con su función:

La fuente de f.e.m. que proporciona energía a los electrones libres en todas las partes del circuito, se llama la fuente o abastecedor.

Circuito en serie

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.

Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el voltaje que se precise.

Para resolver un circuito serie como el de la derecha debemos empezar hallando la resistencia total del circuito que equivale a la suma de las resistencias parciales: a) RT = R1+R2+R3 = 10Ω + 20Ω + 30Ω = 60 Ω Luego se calcula la intensidad de corriente, que para el circuito serie es solo una: b) por Ley de Ohm: I = VCC / RT = 12V / 60Ω = 0,2 A = 200 mA Ahora calculamos las caídas de voltaje en cada elemento del circuito, para esto aplicamos la 1ª Ley de Kirchoff: El voltímetro mide V2 y el amperímetro mide I. VCC = I.R1 + I.R2 + I.R3 c) V1 = I.R1 = 0,2A . 10Ω = 2 V V2 = I.R2 = 0,2A . 20Ω = 4 V V3 = I.R3 = 0,2A . 30Ω = 6 V Verificamos que si hacemos la suma de los tres voltajes hallados tenemos: 2 V + 4 V + 6 V = 12 V = VCC Esta es la 1ª Ley de Kirchoff!! Ahora hallamos la potencia total que entrega la batería y las potencias parciales: d) PT = VCC . I = 12 V . 0,2 A = 2,4 W Si quisiéramos hallar las potencias parciales en cada resistencia podemos hacerlo de tres formas distintas, pero la más directa es multiplicar la intensidad de corriente I por su caída de voltaje: P1 = I . V1 = 0,2 A . 2 V = 0,4 W P2 = I . V2 = 0,2 A . 4 V = 0,8 W P3 = I . V3 = 0,2 A . 6 V = 1,2 W Si sumamos estas potencias obtenemos: 0,4 W + 0,8 W + 1,2 W = 2,4 W la potencia total!!!

Circuito paralelo

El circuito paralelo es una conexión de dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, bobinas,etc.) en la que los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coinciden entre sí, al igual que sus terminales de salida.1

Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará ambos a la vez. En las viviendas todas las cargas se conectan en paralelo para tener el mismo voltaje.

Para resolver un circuito paralelo como el de la derecha debemos empezar hallando la intensidad total del circuito que equivale a la suma de las intensidades parciales de cada rama paralelo: IT = I1 + I2 + I3 esta es la 2ª Ley de Kirchoff Como en el circuito en paralelo tenemos un solo voltaje o tensión, el de la batería, entonces aplicando la Ley de Ohm: a) I1 = VCC / R1 = 12V / 12Ω = 1A I2 = VCC / R2 = 12V / 24Ω = 0,5A I3= VCC / R3 = 12V / 6Ω = 2A La Itotal = I1 + I2 + I3 = 1A+0,5A+2A = 3,5A b) Ahora sí, aplicando la Ley de Ohm, podemos hallar la resistencia total equivalente del circuito paralelo: RTotal = VCC / ITotal = 12V / 3,5A = 3,4285 Ω