Extensión-Porlamar
Estado Nueva
Esparta
Electrotecnia I 4A
Bachiller:
Suárez Guerra
Cristofer
C.I.
V-20112748
Porlamar,
abril de 2015
Postulada por el físico y matemático alemán
Georg Simón Ohm, es una ley de la electricidad. Es
una ley válida para los materiales "óhmicos" que son la mayoría de
los empleados en componentes eléctricos (si bien existen tipos de materiales y
dispositivos que no satisfacen la ley de Ohm).
La ley establece que la diferencia de
potencial V que aparece
entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad
de la corriente I que circula
por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia
eléctrica R; que es el
factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I:
V = R . I
La fórmula anterior se conoce como ley
de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la corriente, y en la misma V corresponde a
la diferencia de potencial, R a la
resistencia e I a la intensidad
de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema
internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios
(A).
Otras expresiones alternativas, que se
obtienen a partir de la ecuación anterior, son:
· I = V / R válida si 'R'
no es nulo
·
R = V/ I válida si 'I'
no es nula
Georg Simon Ohm nació en Erlangen
(Alemania)
el 16 de marzo de 1789 en el seno de una familia protestante, y desde muy joven
trabajó en la cerrajería de su padre, el cual también hacía las veces de
profesor de su hijo. Tras su paso por la universidad dirigió el Instituto Politécnico de Núremberg y dio clases de física experimental en la Universidad de
Múnich hasta el final
de su vida. Falleció en esta última ciudad el 6 de julio de 1854.
Poniendo a prueba su intuición en la
física experimental consiguió introducir y cuantificar la resistencia
eléctrica. Su
formulación de la relación entre intensidad de
corriente, diferencia de
potencial y
resistencia constituye la ley de Ohm, por ello la unidad de resistencia
eléctrica se denominó ohmio en su honor.
APLICACIONES.
La importancia de esta ley reside en
que verifica la relación entre la diferencia de potencial en bornes de una
resistencia o impedancia, en general, y la intensidad de
corriente que circula a su través. Con ella se resuelven numerosos problemas
eléctricos no solo de la física y de la industria sino también de la vida real
como son los consumos o las pérdidas en las instalaciones eléctricas de las
empresas y de los hogares. También introduce una nueva forma para obtener la potencia eléctrica, y para calcular la energía eléctrica
utilizada en cualquier suministro eléctrico desde las centrales eléctricas a
los consumidores. La ley es necesaria, por ejemplo, para determinar qué valor
debe tener una resistencia a incorporar en un circuito eléctrico con el fin de
que este funcione con el mejor rendimiento.
EJEMPLOS:
Se dice que la intensidad (I), es igual
a la división del Voltaje y la Resistencia.
I=V/R
Por ejemplo, tenemos una tensión (voltaje) de 220 V y una resistencia de 125 Ohmios.
Calcula la intensidad.
Pues I=V/R
I=220/125=1,76 Amperios.
Ejemplo 2:
Tenemos 10 Amperios y 220 Voltios, calcula la resistencia.
Si I=V/R / R=V/I 220/10 =22 Ohmios.
Ejemplo 3:
Tenemos 3 Amperios y 120 Ohmios de resistencia.
Calcula el voltaje.
Si I=V/R / V = RxI = 120 x 3 = 360 Voltios.
La Ley de Ohm, establece que existe una
relación de proporcionalidad directa entre el voltaje aplicado a un circuito y
la corriente que fluye por él. La constante de proporcionalidad es la
resistencia eléctrica.
Matemáticamente, se tiene:
V = I R
Donde:
V = Voltaje.
I = Corriente.
R = Resistencia.
La ley de Ohn, es útil para calcular alguno de esos tres parámetros en un circuito, a partir de los otros dos.
Ejemplo: Hallar la corriente que circula a través de una resistencia de 10 Ohmios, cuando se alimenta con una fuente de voltaje de 25 Voltios.
Solución:
V = I R
I =
V / R
I =
25 v / 10 Ohm
I = 2,5 Amperios.
Ejemplo:
Una resistencia de 12 ohmios consume 1
amperio si está conectada a 12 Vc.c.
Ley de ohm:
V=I*R ; 12 Vc.c.=1 amperio*12 ohmios
I=R/V ; 1 amperio=12 ohmios/12 Vc.c.
R=I/V ; 12 ohmios=1 amperio/12 Vc.c.
HERRAMIENTAS
DE TRABAJO INTERVIENEN CON LOS CONCEPTOS DE ESTA LEY.
Los instrumentos
que intervienen directamente en la Ley de Ohm son el voltímetro, el amperímetro
y el wattmetro, mismos que pueden ser sustituidos por un multímetro, ya que
este último tiene la capacidad de medir diferentes parámetros eléctricos. Estos
aparatos pueden dividirse, a su vez, en análogos o digitales.
IMPORTANCIA DE LA LEY DE OHM.
A través de su
ecuación, la Ley de Ohm explica la relación que guardan los tres paramentos
eléctricos más usuales: voltaje, corriente y resistencia. Su importancia radica
en que en un circuito se puede saber, de manera anticipada, el comportamiento
que este guardará mucho antes de conectarlo; siempre y cuando se tenga
información de por lo menos dos de estos tres elementos. En caso de que el
circuito ya esté activo, se podrá cotejar que todo funcione acorde a lo
esperado, según el diseño o datos de placa de un equipo. Por lo que de señalar que este tipo de
ecuaciones son muy importantes y útiles al momento de realizar una conexión
eléctrica, ya que al aplicarlas antes de instalar cualquier dispositivo
eléctrico evitaras sobrecargar una línea eléctrica lo que podría originar que
algún cable se queme debido a la intensa demanda de energía.
LAS LEYES DE KIRCHHOFF
Son dos igualdades que se basan en la conservación de la
energía y
la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en
1845 por Gustav Kirchhoff.
Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica.
Ambas leyes de circuitos pueden
derivarse directamente de las ecuaciones de
Maxwell, pero
Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas
leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica e ingeniería
electrónica para
hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.
Las dos leyes de la
electricidad de Kirchhoff son consecuencia de los principios de conservación de
la carga y de la energía.
La Primera Ley de Kirchhoff, también
llamada ley de los nudos (o
nodos): La suma de corrientes que entran a un nudo es igual a la suma de las
que salen (Todas las corrientes entrantes y salientes en un nudo suman 0). Para
un metal, en el que los portadores de carga son los electrones, la anterior
afirmación equivale a decir que los electrones que entran a un nudo en un
instante dado son numéricamente iguales a los que salen. Los nudos no acumulan
carga (electrones).
En cualquier nodo, la
suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes
que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por
el nodo es igual a cero.
Esta fórmula es
válida también para circuitos complejos:
La Segunda Ley de Kirchhoff, también
llamada ley de las mallas:
La suma de caídas de tensión en un tramo que está entre dos nudos es igual a la
suma de caídas de tensión de cualquier otro tramo que se establezca entre
dichos nudos.
En un lazo cerrado,
la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada.
De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial
eléctrico en un lazo es igual a cero.
De igual manera que con la corriente,
las tensiones también pueden ser complejos, así:
Para aplicar las leyes de Kirchhoff a un circuito
eléctrico, se deben definir primero las distintas partes en las que se puede
dividir un circuito, estas son:
NODO: Es un punto del circuito donde se unen tres o más
conductores.
RAMA: Es la parte del circuito situada entre dos nodos.
MALLA: Es la parte del circuito que puede ser recorrida
sin pasar dos veces por el mismo sitio.
Para
resolver un circuito mediante la aplicación de las leyes de Kirchhoff debemos
tener en cuenta los siguientes aspectos:
1. Debemos asignar sentido
a cada una de las intensidades que circulan por las ramas del circuito. El
sentido que tomemos no afectará a la resolución del circuito y lo único que
puede ocurrir es que alguna intensidad se obtenga con valor negativo que significará
que su sentido es el contrario al que habíamos determinado en un primer
momento.
2. Debemos contar los nudos
que tiene el circuito y aplicar la primera ley de Kirchhoff a n-1 nudos
cualesquiera. Se suelen considerar positivas las intensidades que entran en el
nudo y negativas las que salen aunque se puede tomar el criterio contrario sin
que esto afecte al desarrollo del circuito.
3. Aplicaremos la segunda ley de Kirchhoff a
todas las mallas independientes de la red. En un circuito tendremos tantas
mallas independientes como el número de ramas menos el número de nudos
disminuido en una unidad.
Cuando
apliquemos esta ley deberemos elegir como positivo un sentido de recorrido de
la malla, horario o antihorario, considerando positivas todas las intensidades
y fuerzas electromotrices del mismo sentido que el elegido y negativas las de
sentido contrario.
Las leyes de Kirchhoff establecen un postulado de mucha
importancia para el estudio de la física eléctrica o por consiguiente para el
estudio de circuitos, donde se afirma que la suma de las corrientes que entran
en un nodo es igual a las que salen, a partir de la teoría de la conservación
de la energía analizaran algunos aspectos como la relación de las corrientes en
distintos puntos del sistema.
Es bien conocido lo importante que son los circuitos
electrónicos para la innovación e investigación, por lo cual se hace importante
estudiar las propiedades que rigen a estos sistemas eléctricos, como la ley de
ohm, o las reglas de Kirchhoff.
