Electricidad

 LEY OHM

La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistencia eléctrica.

La ecuación matemática que describe esta relación es:

donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.1

Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.

EJEMPLOS:

1.- Se tienen los siguientes datos para el circuito mostrado

a).- Encontrar el voltaje de la fuente

b).- Encontrar la corriente administrada por la fuente

Soluciones.

a) El voltaje en cada una de las resistencias es igual al voltaje total, es decir el de la fuente. Por lo tanto, podemos calcular el voltaje total calculando el voltaje en una de las resistencias, en este caso, el que podemos calcular es el de la resistencia R1:

b).- Para calcular la corriente de la fuente los podemos hacer de dos formas:

1er Método

Para el caso de las corrientes en las otras resistencias tendremos:

2º Método

Calculemos la resistencia total:

la corriente total es igual a:

2.- Encontrar el voltaje de la resistencia R2 del siguiente diagrama

Solución. Aunque no se da el valor de la resistencia R1, podemos determinar el valor del voltaje en la resistencia R2, ya que lo que si conocemos es la corriente en la resistencia R1, la cual es la misma en el resto del circuito. Por lo tanto:

 LEY THEVENIN

El teorema de superposición establece que la tensión entre dos nudos de un circuito o la corriente que atraviesa una rama es igual a la suma de las tensiones o de las corrientes producidas por cada uno de los generadores de tensión y de los generadores de corriente del circuito. En cada uno de los cálculos parciales, se conserva uno solo de los generadores y se remplazan los otros generadores de tensión por cortocircuitos y los otros generadores de corriente por circuitos abiertos.

Así la corriente resultante es la suma de las corrientes parciales y la tensión resultante es la suma de las tensiones individuales, pero no así la potencia ya que la relación con la corriente es cuadrática. La potencia no es la suma de las potencias parciales.

Ejemplo 1

En el circuito de arriba, calculemos la tensión en el punto A utilizando el teorema de superposición. Como hay dos generadores, hay que hacer dos cálculos intermediarios.

En el segundo cálculo, guardamos la fuente de corriente de derecha y remplazamos la fuente de tensión por un cortocircuito. La tensión obtenida es:

La tensión que buscamos es la suma de las dos tensiones

...