Electrotecnia

LABORATORIO Nº 1

ELEMENTOS DE LABORATORIO, LEY DE OHM Y MEDIDA DE RESISTENCIAS

OBJETIVOS

Objetivo General:

Conocer y determinar los componentes básicos de los circuitos eléctricos y conocer su utilización

Objetivos Específicos:

Verificar la ley de Ohm utilizando resistencias variables y no variables

Saber utilizar los instrumentos como amperímetro y ohmímetro además de cómo colocarlos.

FUNDAMENTO TEÓRICO.

Definiciones

Resistencia, propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La unidad de resistencia es el ohmio Ω.

Aislante, cualquier material que conduce mal el calor o la electricidad y que se emplea para suprimir su flujo.

Voltaje, potencial eléctrico expresado en voltios

Intensidad, magnitud que representa la carga que circula por unidad de tiempo a través de una sección determinada de un conductor. Su símbolo es I, y se mide en amperios (A).

Voltio, unidad que mide la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. El potencial eléctrico está relacionado con la energía potencial eléctrica.

Ohm, la corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán George Ohm.

Amperio, unidad básica de intensidad de corriente eléctrica, cuyo símbolo es A

Ohmímetro, aparato diseñado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que medir dos parámetros, y para ello debe tener su propio generador para producir la corriente eléctrica.

Multímetro. Instrumento que permite medir varias magnitudes eléctricas, como la intensidad, la tensión y la resistencia.

RESISTENCIAS EN SERIE Y PARALELO

Resistencia equivalente en Serie.

V_T=V_1+V_2+V_3+V_4 (1)

Con la ley de Ohm, la ecuación (1) resulta:

i Req = i R1 + i R2 + i R3 + i R4 = i ( R1 + R2 + R3 + R4 )

La corriente que circula en un circuito en serie es la misma, entonces:

Req = R1 + R2 + R3 + R4 (2)

Además, volviendo a la ley de Ohm:

 (3)

Ecuación que muestra que la resistencia equivalente puede también calcularse midiendo la tensión aplicada al circuito y la corriente que circula por él.

Resistencia equivalente en Paralelo.

De la ley de Ohm:

; ; ; ;

Sustituyendo estas en la ecuación (1), y considerando que es una conexión en paralelo:

V = V1 + V2 + V3 + V4

(4)

Volviendo a la Ley de Ohm:

 (5)

Instalación del Amperímetro

En la teoría se considera que el amperímetro tiene una resistencia igual a cero pero en la práctica no se cumple esto, ya que en los instrumentos reales se considera únicamente valores muy pequeños.

El amperímetro se instala siempre en serie con la fuente o la carga por la cual circula una corriente que se desea medir como se muestra en la figura 2

Explicación de la ley de Ohm

La Ley de Ohm se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 12 voltios) y un resistor de 6 ohm (ohmios). Ver gráfico abajo.

Se puede establecer una relación entre el voltaje de la batería, el valor del resistor y la corriente que entrega la batería y que circula a través del resistor.

Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm

Entonces la corriente que circula por el circuito (por el resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohm = 2 Amperios.

De la misma fórmula se puede despejar el voltaje en función de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R. Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los terminales del resistor, así: V = 2 Amperios x 6 ohm = 12 Voltios

Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente, se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I.

Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohm

Es interesante ver que la relación entre la corriente y el voltaje en un resistor es siempre lineal y la pendiente de esta línea está directamente relacionada con el valor del resistor. Así, a mayor resistencia mayor pendiente. Ver gráfico abajo.

Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente.

Se dan 3 Casos:

- Con un valor de resistencia fijo:

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