1-ley-de-ohm

LEY DE OHM
Capacitación Técnica
OBJETIVOS
•Comprender que es un circuito eléctrico y las variables que se
relacionan con este.
•Comprender la relación entre voltaje, corriente y resistencia en un
circuito eléctrico mediante la ley de ohm.
•Utilizar los conocimientos adquiridos para la solución de
problemas relacionados a circuitos eléctricos.
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
CIRCUITO ELÉCTRICO
Un circuito eléctrico es la interacción entre sí de tres elementos
principales como mínimo, los cuales son:
-Fuente.
-Conductor.
-Carga.
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
Los componentes mínimos para un circuito
eléctrico:
Fuente de energía
Suministra fuerza eléctrica necesaria para
causar un flujo de corriente: batería,
generador, o alternador.
Carga
Convierten la energía de los electrones a
una forma más útil de energía tal como
calor, luz, movimiento; lámparas,
calentadores, solenoides.
Cableado
Proporcionan una vía de conducción para
los electrones, para moverse entre la fuente
y la carga con una mínima restricción
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
Circuito cerrado
Un circuito eléctrico se
considera cerrado, cuando los
elementos de el circuito están
interactuando entre sí
permitiendo un flujo de
corriente, a través de sus
componentes.
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
Circuito abierto
Un circuito eléctrico se
considera abierto, cuando los
elementos de el circuito no
están interactuando entre sí.
lo cual obstruye el flujo de
corriente a través de sus
componentes
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
Para poder controlar el flujo de
corriente en un circuito, se
utilizan dispositivos tales como
interruptores que permiten la
conexión y desconexión de los
elementos de un circuito con el
mínimo de riesgo.
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
En un circuito eléctrico interactúan tres
variables principales:
-Corriente I (Amper).
-Voltaje V (Volt).
-Resistencia R (ohm).
Las cuales se pueden relacionar
mediante la siguiente expresión:
Triángulo de la ley de Ohm
V=IxR
I=V/R
R=V/I
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
De la ley de Ohm podemos determinar que la relación de la corriente es
directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la
resistencia :
Si la resistencia permanece constante un incremento en voltaje resultará en un
incremento en corriente.
Si la resistencia se incrementa y el voltaje permanece constante la corriente
disminuirá.
A la resistencia se le mide en ohms y se abrevia con la letra R y usa el símbolo
(omega).
El ohm es la resistencia de un conductor a través del cual fluirá una corriente
de un ampere cuando se aplica un voltio al circuito.
La unidad de resistividad es el ohm - metro. Esta es la resistencia en ohms de
una longitud de 1 metro de material que tiene una sección transversal de un
milímetro cuadrado.
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
EJEMPLO
Determinar el voltaje en el siguiente circuito, cuando se
tiene una lectura de 0.5 A y 48 Ω de resistencia.
22 V
96 V
24 V
12 V
ELECTRICIDAD – LEY DE OHM
EJEMPLO
Determinar la resistencia en el siguiente circuito, cuando se
tiene una lectura de 1.5 A y 12 V.
6Ω
12 Ω
8Ω
18 Ω
ELECTRICIDAD – POTENCIA
La potencia es la energía necesaria ó utilizada para realizar una
acción o trabajo.
Esta es expresada usualmente en Watts (W) y eléctricamente es
calculada mediante la siguiente formula:
P=V*I
La Potencia también puede ser expresada en Caballos de fuerza
(HP), utilizando la siguiente conversión:
1 HP = 745.6999 W
ELECTRICIDAD – CIRCUITO ELÉCTRICO SERIE
Un circuito en serie es aquel en el que la corriente es la misma para todos sus
componentes, sin embargo el voltaje es diferente para cada componente del circuito.
Para implementar un circuito en serie se colocan las resistencias conectados uno
después del otro.El valor de la resistencia equivalente a las resistencias conectadas
en serie es igual a la suma de los valores de cada un a de ellas.
En este caso la corriente que fluye por las
resistencias es la misma en todas.
Rts (resistencia total en serie) = R1 + R2 + R3
El valor de la corriente en el circuito equivalente
es el mismo que en el circuito original y se
calcula con la ley de Ohm.
Las caídas de tensión a través de cada uno de
los resistores se puede calcular con ayuda de la
ley de Ohm.
- En R1 la caída de tensión es V1 = I x R1
- En R2 la caída de tensión es V2 = I x R2
- En R3 la caída de tensión es V3 = I x R3
ELECTRICIDAD – CIRCUITO ELÉCTRICO PARALELO
Un circuito en paralelo es aquel en el que el voltaje es la mismo para todos sus
componentes, sin embargo la corriente es diferente para cada componente del
circuito, ya que se divide dependiendo de cuantas ramificaciones tenga el circuito.
El valor de la resistencia equivalente a las resistencias conectadas en serie es igual a
el inverso de la suma de sus inversos.
La corriente que suministra la fuente de tensión
V es la misma en el circuito original (con R1, R2
y R3) y en el equivalente. En el circuito original
la corriente se divide y pasa por cada una de las
resistencias, pero la suma de las corrientes de
cada resistencia es siempre igual.
La resistencia equivalente de un circuito de
resistencias en paralelo es igual al recíproco de
la suma de las resistencias individuales (siempre
es menor que la menor resistencia), así, la
fórmula para un caso de 3 resistencia es:
Rtp (resistencia total en paralelo) = 1 / ( 1/R1 +
1/R2 + 1/R3 )
BATERIAS
No sólo los componentes eléctricos se conectan en serie y en paralelo, las fuentes también
pueden conectarse en serie o en paralelo. Esta conexión depende de los requerimientos de
voltaje o corriente del circuito.
_
+
_
+
_
+
Batería de 12vdc
Batería de 12vdc
Dos baterías de 12 voltios CD conectadas en Serie ve + conectada a ve – equivalen a tener
una sola de 24 V
_
+
+
_
Batería de 12vdc
+
_
Batería de 12vdc
_
Dos baterías de 12 voltios dc conectadas ve + a ve + y ve - a ve - nos darán 12 voltios CD,
pero este tipo de conexión mejora la capacidad de corriente.
ELECTRICIDAD – CIRCUITO ELÉCTRICO SERIE
Calcular la corriente para el circuito mostrado en la figura, donde
R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = 30 Ω y V = 24 V
Rts = R1 + R2 + R3 = 60 Ω
I = V / R = 24 V / 60 Ω
I = 400 mA
V1 = I * R1 = 0.4 A*10 Ω = 4 V
V2 = I * R2 = 0.4 A*20 Ω = 8 V
V3 = I * R3 = 0.4 A*30 Ω = 12 V
Vt = V1 + V2 + V3 = 24 V
ELECTRICIDAD–CIRCUITO ELÉCTRICO PARALELO
Calcular la corriente para el circuito mostrado en la figura, donde
R1 = 10 Ω, R2 = 10 Ω R3 = 5 Ω y V = 10 V.
Rts = 1 / ( 1/R1 + 1/R2 + 1/R3) = 2.5 Ω
I = V / R = 10 V / 2.5 Ω
I=4A
I1 = V / R1 = 10 V / 10Ω = 1 A
I2 = V / R2 = 10 V / 10Ω = 1 A
I3 = V / R3 = 10 V / 5Ω = 2 A
It = I1 + I2 + I3 = 4 A
ELECTRICIDAD – CIRCUITOS MIXTOS
Calcular la corriente para el circuito mostrado en la figura, donde
R1 = 10 Ω, R2 = 10 Ω, R3 = 10 Ω, R4 = 20 Ω, y V = 24 V
R2,3 = R2 + R3 = 20 Ω
R(2,3),4 = 1 / (1/R2,3 +1/R4) = 10 Ω
R((2,3),4),1 = R(2,3),4 + R1) = 20 Ω
Req = 20 Ω
It= V / Req = 24 V / 24 Ω = 1 A
V1 = I * R1 = 1 A * 10 Ω = 10 V
V(2,3),4 = I * R2,3 = 1 A * 10 Ω = 10 V
I(2,3) = V(2,3) / R(2,3) = 10 V / 20 Ω = 0.5 A
I4 = V4 / R4 = 10 V / 20 Ω = 0.5 A
ELECTRICIDAD – CORTO CIRCUITO
Un corto circuito se refiere a
reducir el trayecto del flujo de
corriente de un circuito debido
a la disminución de
resistencia de este, y ocurre
generalmente cuando dos o
mas cables en mal estado se
interceptan juntándose entre
sí ocasionando un mínimo de
resistencia para el flujo de
corriente en el circuito, por lo
que la corriente tiende a
tomar el camino con menor
resistencia.
ELECTRICIDAD –CIRCUITO ABIERTO
Un circuito abierto se refiere a
la apertura del trayecto del flujo
de corriente de un circuito
debido al aumento de
resistencia de este, y ocurre
generalmente cuando un
circuito presenta una mala
conexión, suciedad, avería o
un falso contacto, ocasionando
que no se tenga flujo de
corriente en el circuito total o
parcial, por lo que el circuito no
funcionara o funcionara
incorrectamente, causando
desperfectos.
ELECTRICIDAD – DIAGNOSTICO
Ejemplos prácticos
Se tiene un conductor eléctrico con una resistencia de 0.2 Ω de
extremo a extremo conectado a una batería de 12 V, y esta a su
vez a una carga (foco) de 20 Ω, pero se tiene terminales
sulfatadas marcando una resistencia de terminales de 12 Ω, y
una mala conexión (cable flojo) lo cual agrega una resistencia de
6 Ω ¿cual sera la corriente total que circulara por los
conductores si no se tuvieran terminales sulfatadas ni la
conexión dañada? y ¿cual sera la corriente si se conectan con
las terminalesen buene estado?
Cables en buen estado
I = 12 V / 20.2Ω
Cables dañados
I = 12 V / 38.2Ω
I = 594 mA
I = 314 mA
ELECTRICIDAD – DIAGNOSTICO
Ejemplos prácticos
Una vez calculada la corriente podemos calcular el voltaje que realmente le llega a
la carga, y verificar que efectivamente estén llegándole 12 V.
Terminal sulfatada
Cables en buen estado
V = .594 A * 20 Ω
V = 11.88 V
P = V * I = 7.056 W
Cables dañados
V = .314 A * 20 Ω
V = 6.28V
P = V * I = 1.97 W
Mala conexión