Ley de Georg Simon Ohm

LEY DE OHM

El primero en determinar cualitativamente la reacción que existe entre la tensión aplicada a dos puntos de un conductor y la intensidad que circula entre los mismos, fue el físico alemán Georg Simon Ohm en 1826. Esa relación es constante se llama resistencia y la ley de Ohm se puede enunciar del siguiente modo:

"La relación que existe entre la tensión aplicada y dos puntos de un conductor y la intensidad que circula entre los mismos es una constante que llamamos resistencia".

R  Resistencia medida en ohmios () U  Tensión en voltios (V) I  Intensidad en amperios (A)

Figura 1. Ley de Ohm (1)

De esta forma la característica propia que tiene cada elemento químico de ofrecer mayor o menor dificultad para que de sus orbitales se desplacen los electrones libres y crece el flujo de corriente se convierte en una magnitud física medible llamada resistencia cuyo valor queda determinado por la ley de Ohm.

U

I

R

I U

R 

Electricidad TECSUP - PFR

40

Ejemplo 1

Calcule la resistencia que ofrece un conductor por el que circula una intensidad de 10 A, cuando se le aplica una tensión de 100 V.

Solución

 A10 VR 100 I UR  10R

La ley de Ohm también se enuncia del siguiente modo:

"La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la tensión aplicada entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia que ofrece entre los mismos".

R U I

También: R .IU 

Figura 2. Ley de Ohm (2)

Ejemplo 2

Determinar la intensidad que circula por una resistencia de 6  cuando se le aplica una tensión de 48 V.

Solución

6 VI

R UI    48 A I 8 

U

I

R

TECSUP - PFR Electricidad

41

1.1 GRÁFICOS

Variación de la intensidad de la corriente en función de la tensión con una resistencia constante

Figura 3. I vs. U

Manteniendo constante la resistencia R = 20  se va variando la tensión desde U = 0 V hasta U = 10 V, obteniéndose los siguientes resultados:

Figura 4. I vs. U (R constante)

Se observa que cuando la tensión aumenta la corriente también aumenta, es decir, son directamente proporcionales. UI 

N° U (V) I (A) 1 0 0 2 2 0,1 3 4 0,2 4 6 0,3 5 8 0,4 6 10 0,5

U(V)

I(A)

0,1 0,2

0,3 0,4 0,5

0 2 4 6 8 10

 20R

R constante

V

A

+ _U

I

R(Fuente variable)

Electricidad TECSUP - PFR

42

Variación de la intensidad de la corriente en función de la resistencia con una tensión constante

Figura 5. Corriente vs. Resistencia

Manteniendo constante la tensión en U = 12 V se va variando la resistencia desde R = 10  hasta R = 50 , obteniéndose los siguientes resultados:

Figura 6. Corriente vs. Resistencia (U constante)

Finalmente de estos resultados deducimos la ley de Ohm:

R U I

La intensidad de la corriente eléctrica “I” es directamente proporcional a la tensión aplicada “U” e inversamente proporcional a la resistencia “R”.

V

A

U

+ _

Resistencia variable

R

N° R () I (A) 1 10 1,2 2 20 0,6 3 30 0,4 4 40 0,3 5 50 0,24 10 20 30 40 50 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

I (A)

U=12V

U constante 

R( )

TECSUP - PFR Electricidad

43

En general:

1.2 EJERCICIOS

1. En una prueba de laboratorio de la ley de Ohm con resistencia constante, se obtuvo el gráfico mostrado. Calcule la medida de la resistencia.

Figura 7. Cálculo de la resistencia

Solución

Del gráfico se observa:

I = 20 Ma U = 40 V

A3-10 20 V 40

R

mA 20 V 40

R

I U

R

 

R = 2 x 103  

  K 2R 000 2 R

U

I R

IRU  R UI 

I UR 

U(V)

I (mA)

20

40

R constante

Electricidad TECSUP - PFR

44

2. Al aplicar 100 mV a los extremos de un conductor circulan 0,1 A. Si la sección del conductor es de 1,5 mm2 y su longitud es de 83 m. ¿De qué material está hecho dicho conductor?

Tabla de resistividades

Material Ag Cu Au Al Zn Fe Sn  

 

      m mm2 

0,016

0,018

0,022

0,028

0,060

...