En este artículo nos gustaría presentaros la fórmula más importante de la ingeniería eléctrica, la ley de Ohm . Explicamos todo sobre la Ley de Ohm: concepto, explicación y fórmula + ejercicios.
Ley de Ohm: concepto, explicación y fórmula + ejercicios
La ley de Ohm es uno de los fundamentos de la ingeniería eléctrica. Muestra la relación entre corriente , voltaje y resistencia . Georg Ohm descubrió experimentalmente que la corriente a través de un conductor eléctrico es proporcional al voltaje que se le aplica. A partir de esto formuló la siguiente fórmula:
V = R I
El voltaje V es el producto de la resistencia R y la corriente I. Puedes usar esta fórmula para calcular la cantidad desconocida dadas dos cantidades.
Fórmula de la ley de Ohm
La fórmula que resulta de la ley de Ohm se conoce coloquialmente como la fórmula VRI . Este nombre resulta de la secuencia de letras en la fórmula una manera de recordar la fórmula para los estudiantes que entran en contacto con esta ley es recordar el nombre de victoria y en especial la frase: Victoria fue Reina de Inglaterra.
Triángulo de la ley de Ohm
La relación entre las cantidades individuales de la ley de Ohm se puede representar como una ayuda para la memoria en un triángulo, el llamado triángulo VRI . El voltaje está en la parte superior del triángulo tu, la resistencia está a la izquierda Ry la corriente está a la derecha I.
Puedes ver bien el triángulo en la siguiente imagen. Solo tendrás que memorizarlo para no olvidarte nunca de qué es y a qué se corresponde cada uno de sus elementos:
Si desea determinar un tamaño faltante , cúbrelo mentalmente o con el dedo y luego mira los dos elementos restantes. Si los dos elementos que no están cubiertos están uno al lado del otro , se multiplican . En cambio, si están uno encima del otro , el tamaño superior se divide entre el tamaño inferior.
Por ejemplo, cubre la V en el vértice del triángulo. Las dos cantidades restantes, es decir, la resistencia R y la corriente I, están una al lado de la otra. En consecuencia, para obtener el voltaje, debes multiplicar la resistencia por la corriente. Esto corresponde exactamente a la fórmula VRI.
El circuito eléctrico
Las tres variables voltaje, corriente y resistencia se pueden representar claramente en un circuito eléctrico . En el caso más simple, este consta de una fuente de voltaje de CC y una resistencia. La resistencia está idealmente conectada a la fuente de voltaje.
En ingeniería eléctrica, el flujo de corriente se define de más a menos . Tan pronto como se presenta un circuito cerrado , comienza a fluir una corriente desde el polo positivo al polo negativo de la fuente de voltaje. Un circuito cerrado es cuando los dos polos de una fuente de voltaje están conectados entre sí por una resistencia finita.
En realidad, siempre se da el caso de que existe una resistencia grande pero finita incluso cuando se conecta por vía aérea. En la práctica, sin embargo, esto se conoce como circuito abierto/interrumpido .
Ley de Ohm Determinación de corriente y voltaje
Hay dos formas de determinar la corriente y el voltaje. Por un lado, se pueden calcular mediante la ley de Ohm . Por otro lado, las dos variables también se pueden determinar por medición.
Sin embargo, se deben conocer dos variables para la determinación matemática (generalmente voltaje y resistencia).
El método metrológico , por su parte, también trabaja con circuitos completamente desconocidos. Para hacer esto, se debe insertar un amperímetro y un voltímetro en el circuito . Se utilizan para medir corriente y voltaje.
Pero aquí también se aplica la ley de Ohm, ya que la resistencia no se puede medir directamente, sino que se calcula utilizando la corriente y el voltaje.
Medida de corriente
La corriente se mide con un llamado amperímetro , que está conectado en serie al consumidor (resistencia, bombilla, etc.) a través del cual se va a determinar la corriente. Un amperímetro tiene una resistencia interna muy baja para no influir en la corriente a través del consumidor.
Al medir la corriente, por lo tanto, es importante que la corriente a través del amperímetro sea realmente la corriente a través del consumidor.
Medición de voltaje
El voltaje se mide con un voltímetro . A diferencia del amperímetro , el voltímetro se conecta en paralelo a la carga sobre la que se va a determinar la tensión. La resistencia de un voltímetro es muy grande, idealmente infinita, para que la corriente del circuito no fluya a través de él y falsee su comportamiento.
El voltímetro básicamente mide la diferencia de voltaje entre sus dos terminales.
Característica corriente-tensión
La característica corriente-voltaje o característica VI de una resistencia se puede registrar aplicándole diferentes voltajes y luego midiendo la corriente. Básicamente, con una resistencia óhmica es suficiente un punto de medición, que luego se conecta al origen del sistema de coordenadas. Sin embargo, se considera una serie de medición con tres puntos de medición para fines de control.
A continuación, estos puntos de medición se introducen y conectan en un sistema de coordenadas. El voltaje se grafica en el eje x y la corriente se grafica en el eje y.
La corriente a través de una resistencia a un voltaje específico se puede determinar utilizando la característica de corriente-voltaje .
También es interesante observar el gradiente de la curva característica. En cuanto a cualquier línea recta: De esto se puede concluir que cuanto más empinada sea la curva característica, mayor será la pendiente, mayor la conductancia y menor la resistencia.
Ejemplo de la ley de Ohm: lámpara incandescente
En este ejemplo, una lámpara incandescente está V=12V conectada a una fuente de voltaje de CC. El objetivo es determinar la resistencia de la bombilla. También está disponible un amperímetro para la medición de corriente.
La primera parte de la tarea es determinar la corriente con el amperímetro. Para hacer esto, debe estar correctamente insertado en el circuito. Dado que la corriente se busca a través de la bombilla, el amperímetro debe conectarse en serie con ella.
Inmediatamente después de encender la fuente de voltaje, se mide una corriente de 1A La resistencia de la bombilla se puede calcular usando la ley de Ohm:
Después de un rato, vuelve a mirar el amperímetro y ve que la corriente ha bajado a 200mA
Así que la resistencia de la bombilla ha cambiado. Esto se debe a las diferentes temperaturas cuando la lámpara está encendida y durante el funcionamiento normal, ya que se sabe que una lámpara incandescente se calienta. Por lo tanto, la resistencia de una lámpara incandescente fría es menor que la de una lámpara incandescente cálida. Por lo tanto, a menudo se hace referencia a una bombilla como termistor PTC.
