Ley de Ohm
George
Simon Ohm, formuló en 1827 la que se conoce como Ley de
Ohm. Nació en (Erlangen, Baviera; 16 de marzo de 1789-Múnich, y murió el 6 de
Julio de 1854) .
Fue
un físico y matemático alemán que aportó a la teoría de la electricidad la ley
de Ohm. Conocido principalmente por su investigación sobre las corrientes
eléctricas, estudió la relación que existe entre la intensidad de una corriente
eléctrica, su fuerza electromotriz y la resistencia.
Primero
vamos a definir matemáticamente las tres magnitudes físicas principales de la
electrónica:
Voltaje (o Diferencia de Potencial):
Representa la “fuerza que
tiene la energía eléctrica” entre los polos positivo y negativo. Es similar a
la que existe entre los polos de los imanes. La fuerza representada por el
voltaje impulsa la electricidad por los conductores y componentes electrónicos
de un circuito, haciéndolo funcionar. Se mide en Voltios.
Intensidad (o Corriente):
Representa el flujo de
energía eléctrica durante un determinado período de tiempo, es decir, la
“velocidad con que circula la energía eléctrica”. En un circuito electrónico
esta velocidad es variable, ya que para funcionar necesita que por algunos de
sus componentes la energía circule con más rapidez que por otros. Se mide en
Amperios.
Resistencia:
Representa la “oposición al
paso de la energía eléctrica”. Sirve para regular la corriente y el voltaje
según lo requiera cada componente de un circuito electrónico. Libera la energía
sobrante en forma de calor (Efecto Joule). Se mide en Ohmios.
Reforzaremos
con un ejemplo: Imagina que tienes dos mangueras unidas, una más ancha que la
otra y conectadas a una llave de agua.
- · El Voltaje sería la fuerza con la que sale el agua de la llave
- · La Corriente sería la velocidad del agua al pasar por el interior de cada una de las mangueras.
- · La Resistencia sería la oposición al paso del agua en la pieza de unión y por la diferencia de grosor entre las dos mangueras.
La
fórmula no es difícil de recordar, existe una regla nemotécnica conocida como
el Triángulo de la Ley de Ohm que facilita su uso.
En este triángulo, solo hay que tapar la variable que
queremos calcular y aparecerán las otras dos variables con la posición que
ocupan en la ecuación que corresponda.
Veamos
ahora como aplicar la ley en un circuito sencillo
Si sabemos que el voltaje de
la alimentación eléctrica es de 12 voltios y la resistencia del circuito es de
10 ohmios (el ohmio es la unidad de resistencia eléctrica y se representa por
la letra griega Ω), aplicando la Ley de Ohm:
Ejercicios resueltos de la
Ley del Ohm
Pasemos a resolver algunos
ejercicios de la ley del Ohm, no sin antes recordar que nuestra Ley, la podemos
definir con la siguiente fórmula:
Donde
I = Corriente (Amper) R = Resistencia (Ohm) V = Voltaje o Tensión (Volts)
Ejercicio
1;
Calcula la intensidad de la corriente que alimenta a una lavadora de juguete
que tiene una resistencia de 10 ohmios y funciona con una batería con una
diferencia de potencial de 30 V
Solución:
Para darle solución a este problema, basta con retomar los datos del problema
que en este caso sería la resistencia de 10 Ohmios, y una tensión de 30 Volts,
por lo que tendríamos.
El problema nos pide la
corriente, por lo que tendremos que aplicar la ley del ohm, para hallarla.
Ejercicio 2; Calcula el voltaje, entre dos puntos del circuito de una
plancha, por el que atraviesa una corriente de 4 amperios y presenta una
resistencia de 10 ohmios.
Solución: Del
mismo modo que el ejemplo anterior, lo que necesitamos es retomar nuestros
datos, que en este caso serían los 4 amperios que atraviesan sobre el circuito
de la plancha y la resistencia de 10 ohmios, por lo que:
Ejercicio
3; Calcula
la resistencia atravesada por una corriente con una intensidad de 5 amperios y
una diferencia de potencial de 11 voltios.
Solución: Ahora de la ley del ohm, despejamos el valor de R para poder
obtener nuestra ecuación final:
EN
UN CIRCUITO CON VARIAS RESISTENCIAS EN SERIE.
Si
sabemos el voltaje de alimentación, primero calcularemos la resistencia
equivalente total sumando todas las resistencias que se encuentran en serie.
Con este valor, aplicamos la Ley de Ohm como en el ejemplo anterior, y conocida
la corriente que circula por el circuito, podemos calcular el voltaje en cada
una de las resistencias, cuya suma será el voltaje de alimentación:
EN
UN CIRCUITO CON RESISTENCIAS EN PARALELO,
Conocemos el voltaje
en los extremos de cada resistencia, por lo que podremos calcular de manera
sencilla la corriente que circula por cada una de ellas. Y si calculamos la
resistencia equivalente total aplicando las fórmulas de cálculo para
resistencias en paralelo, podremos comprobar que la corriente que circula por
esta resistencia equivalente total es igual a la suma de las corrientes
anteriormente calculadas que circula por cada una de las resistencias.
EN
UN CIRCUITO MIXTO
De resistencias conectadas en serie y en
paralelo, aplicaremos lo ya aprendido, pero dividiendo el circuito en sub-circuitos
de resistencias en función de cómo estén conectadas.
LA
POTENCIA ELÉCTRICA
Es la relación de paso de
energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía
entregada o absorbida por un elemento en un momento determinado. La unidad en
el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt (W).
Aplicando la Ley de Ohm, podemos
integrar la potencia en el siguiente
gráfico que facilita la selección de la fórmula que necesitemos aplicar.
“La potencia disipada en un
circuito eléctrico es directamente proporcional al voltaje y la corriente que
circula.”
Por lo tanto: W (watios) = V (voltios) x I (amperios)
EJERCICIOS
DE LA LEY DE OHM.
1. Calcula la intensidad de
la corriente que alimenta a una lavadora de juguete que tiene una resistencia de 10 ohmios y funciona
con una batería con una diferencia de
potencial de 30 V.
Datos. Formula.
I= ? I= V/R I= 30V/10 Ohms
V= 30V
I= 3 Amp.
R= 10 Ohms.
2. Calcula el voltaje, entre
dos puntos del circuito de una plancha, por el que atraviesa una corriente de 4 amperios y
presenta una resistencia de 10 ohmios.
Datos. Formula.
I= 4 Amp.
V= I.R V= 4
Amp.10 Ohms
V= ?
V= 40 V.
R= 10 Ohms.
3. Calcula la resistencia atravesada por
una corriente con una intensidad de 5
amperios y una diferencia de potencial de 10 voltios.
Datos. Formula.
I= 5 Amp.
R= V/I R=
10V/5 Amp.
V= 10V
R= 2 Ohm.
R= ?
4. Calcula la resistencia que presenta
un conductor al paso de una corriente con una tensión de 15 voltios y con una
intensidad de 3 amperios.
Datos. Formula.
I= 3 Amp. R= V/I R= 15V/3 Amp.
V= 15V R= 5 Ohm.
R= ?
5. Calcula la intensidad que lleva una
corriente eléctrica por un circuito en el que se encuentra una resistencia de
25 ohmios y que presenta una diferencia de
potencial entre los extremos del circuito de 80 voltios.
Datos. Formula.
I= ? I= V/R I= 80V/25 Ohms
V= 80V
I= 3.2 Amp.
R= 25 Ohms.
6. Calcula la tensión que
lleva la corriente que alimenta a una cámara frigorífica si tiene una intensidad de 2,5 amperios y una
resistencia de 500 ohmios.
Datos. Formula.
I= 2.5 Amp. V= I.R V= 2.5 Amp.500 Ohms
V= ?
V= 1250 V.
R= 500 Ohms.
7. Calcula la intensidad de
una corriente que atraviesa una resistencia de 5 ohmios y que tiene una diferencia de potencial entre
los extremos de los circuitos de
105 V.
Datos. Formula.
I= ? I= V/R I= 105V/5 Ohms
V= 105V
I= 21 Amp.
R= 5 Ohms.
8. Calcula la diferencia de
potencial entre dos puntos de un circuito, por el que atraviesa una corriente de 8,4 amperios y hay
una resistencia de 56 ohmios.
Datos. Formula.
I= 8.4 Amp. V= I.R V= 8.4 Amp.56 Ohms
V= ? V= 470.4 V.
R= 56 Ohms.
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