Ley de Ohm y Circuitos Eléctricos: Módulo Instruccional Física 5to Año

REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÒN
UNIDAD EDUCATIVA COLEGIO “BOLÌVAR Y PALACIOS”
COORDINACIÒN DE PLANIFICACIÒN Y EVALUACIÒN
AÑO ESCOLAR: 2021-2022
II MOMENTO
AÑO: 5º
PEDAGÒGICO
ÀREA DE FORMACIÒN : Física
DOCENTE: PEDRO ALEJOS
CORREO ELECTRÒNICO: [email protected]
MODULO INSTRUCCIONAL III
TEMA GENERADOR: Tradiciones y su evolución histórica
TEJIDO TEMÀTICO:
- Criterios para elaborar una factura de consumo electico.
ley de ohm, unidades de conversión, resistividad de un alambre, generadores de
corriente
SECCIONES: A-B-C-D
Desde: 21 de febrero
Hasta: 11 de Marzo
INTRODUCCION
A través de su ecuación, la Ley de Ohm explica la relación que guardan los tres paramentos eléctricos más usuales:
voltaje, corriente y resistencia. Su importancia radica en que en un circuito se puede saber, de manera anticipada, el
comportamiento que este guardará mucho antes de conectarlo; siempre y cuando se tenga información de por lo menos
dos de estos tres elementos. En caso de que el circuito ya esté activo, se podrá cotejar que todo funcione acorde a lo
esperado, según el diseño o datos de placa de un equipo
En matemáticas, una de las reglas no escritas es usar lo que sabe para averiguar lo que usted no lo hace. En pocas
palabras, el significado de la Ley de Ohm - una herramienta básica para todos los que trabajan con los circuitos eléctricos
- es que se puede utilizar para encontrar un valor desconocido en una serie de circuitos. La ley obtuvo su nombre del
matemático alemán George Simón Ohm. George Simón Ohm
Ohm fue un pionero en el estudio de la electricidad. Se descubrió que la corriente varía directamente con la tensión e
inversamente con la resistencia. En otras palabras, si se aumenta la resistencia de la carga a través de la cual se aplica un
voltaje constante, menos corriente fluirá. Del mismo modo, cuanto más baja a tomar la resistencia, mayor será el flujo de
corriente. Esto es importante, ya que arroja nueva luz sobre cómo la corriente fluye entre dos puntos.
La Fórmula La relación entre voltaje, corriente y resistencia viene dada por la ley de Ohm de este modo: voltaje (en
voltios) = corriente (en amperios) x resistencia (en ohmios ) . Simbólicamente se ve así: V = I x R, donde I representa la
corriente eléctrica. Puede solucionar muchos problemas de circuitos mediante esta fórmula, sustituyendo los valores que
conoces - tensión, por ejemplo - . Y usar álgebra sencilla para aprender lo que no lo hace ahora esencial para Electricistas
Ley de Ohm, y la forma correcta de usarlo, son fundamentales para un curso de formación eléctrica. Mientras que el
aprendizaje de la ley y su puesta en práctica, no hay una regla para saber: Siempre bosquejar un diagrama de preparación
del circuito que está considerando antes de empezar a hacer cálculos basados en los valores en el circuito que ya se conoce
a usted. Esta regla se vuelve esencial cuando los circuitos se vuelven más complejos.
Ley de Ohm
A continuación, te voy a explicar la ley de Ohm, una ley fundamental para el estudio de los circuitos eléctricos. Veremos
más detalladamente su enunciado, qué aplicaciones tiene y algunos ejercicios resueltos paso a paso.
Te explicaré también qué es el triángulo de la ley de Ohm y cómo lo puedes utilizar para aplicar esta ley.
Qué es la ley de Ohm
La ley de Ohm relaciona las tres magnitudes fundamentales de cualquier circuito de corriente continua: la intensidad, la
tensión o voltaje y la resistencia.
Se llama así ya que fue descubierta por el físico alemán Georg Ohm.
Georg Ohm descubrió que a una temperatura constante, la corriente eléctrica que fluye a través de una resistencia lineal
fija es directamente proporcional al voltaje aplicado a través de ella, y también inversamente proporcional a la
resistencia:
Fórmula de la ley de Ohm
Donde:

I: Es la intensidad o corriente, medida en amperios (A)

V: Es el voltaje o tensión, medido en voltios (V)

R: Es la resistencia, medida en ohmios (Ω)
La ley de Ohm se utiliza para resolver circuitos, en cálculos electrónicos, por lo que es muy importante entender y
recordar su fórmula.
Cualquier dispositivo o componente eléctrico que obedezca la ley de Ohm, es decir, que la corriente que fluye a través de
él es proporcional al voltaje que lo atraviesa, tales como resistencias o cables, se dice que son óhmicos o lineales. Los
elementos que no lo hacen, tales como transistores o diodos, se dice que son dispositivos no óhmicos.
Para qué sirve la ley de Ohm
Usando la Ley de Ohm podemos ver que con un voltaje de 1 V, aplicado a una resistencia de 1 Ω hará que circule una
corriente de 1 A.
Cuanto mayor sea el valor de resistencia, menor será la corriente que fluya para un voltaje aplicado dado, ya que ambas
magnitudes son inversamente proporcionales:
Por otro lado, la tensión y la intensidad son directamente proporcionales, por lo que si aumenta una, aumenta también la
otra:
Conociendo dos valores cualesquiera de las magnitudes de tensión, corriente o resistencia podemos usar la ley de Ohm
para encontrar el tercer valor que nos falte.
Ley de Ohm para calcular la intensidad
Si conocemos la tensión y la resistencia, pero no conocemos la intensidad, tan solo tenemos que sustituir V y R por sus
valores en la fórmula y operar, ya que en la fórmula tenemos la intensidad despejada:
Por ejemplo:
En el siguiente circuito, el valor de la tensión es de 230 V y el valor de la resistencia es igual a 100 Ω, ¿qué valor tiene la
corriente que circula por el circuito?
En este caso conocemos los valores de la tensión y la resistencia:
Para calcular la corriente que circula por el circuito, sustituimos la tensión y la resistencia por sus valores en la fórmula de
la ley de Ohm y operamos:
La intensidad que pasa por la resistencia es igual 2,3 Amperios.
Ley de Ohm para calcular el voltaje
Si conocemos la intensidad y la resistencia y queremos calcular el voltaje, en primer lugar debemos despejar V en la
fórmula, pasando la R multiplicando al miembro contrario de la ecuación, ya que está dividiendo :
Una vez despejada la V, ya podemos sustituir los valores de I y R y operar.
Por ejemplo:
Con la piel húmeda, la resistencia del cuerpo humano es de 2500 Ω. ¿Qué tensión sería suficiente para provocar en estas
condiciones el paso de una corriente peligrosa de 30 mA por el cuerpo humano?
En este caso conocemos la resistencia y la intensidad:
Podemos calcular la tensión mediante la fórmula:
Para que la tensión esté en voltios, la resistencia debe estar en ohmios y la corriente en amperios. La resistencia ya la
tenemos en ohmios, pero la corriente está en miliamperios, por lo que antes de utilizarla en la fórmula de la ley de Ohm,
debemos pasar los mA a A, dividiendo entre 1000:
Ahora ya podemos sustituir la resistencia y la intensidad por sus valores en la fórmula y operar:
Sería suficiente una tensión de 75 V.
Ley de Ohm para calcular la resistencia
Cuando conocemos la tensión y la intensidad podemos calcular la resistencia por medio de la ley de Ohm, sólo tenemos
que despejar R en la fórmula. Para ello, R pasa multiplicando al primer miembro e I pasa dividiendo al segundo miembro:
Una vez tenemos R despejada, ya se puede sustituir los valores de V y de I y operar.
Por ejemplo:
Calcula la resistencia del filamento de una lámpara, sabiendo que si la sometemos a una tensión de 125 V, al medir la
corriente con un amperímetro obtenemos una intensidad de 0,5 A.
Nos dan los valores de tensión y corriente:
Despejamos R en la fórmula de la ley de Ohm, sustituimos V e I por sus valores y operamos:
El filamento de la lámpara tiene una resistencia de 250 Ω
Triángulo de la ley de Ohm
A veces es más fácil recordar esta relación con la ley de Ohm usando el llamado triángulo de la ley de Ohm, mediante el
cual, podemos obtener directamente las fórmula con V, I y R ya despejadas.
En este triángulo, las tres magnitudes V, I y R se colocan dentro, quedando V en la parte superior, I en la parte inferior
izquierda y R en la parte inferior derecha:
Ahora si queremos calcular V, señalamos V de alguna forma y vemos que queda I y R en la parte inferior del triángulo, lo
que es equivalente a decir que V es igual a I.R:
Si queremos calcular I, la señalamos en el triángulo y nos queda V arriba y R abajo, que es equivalente a la fracción V/R:
Para calcular R, la señalamos y nos queda V en la parte superior e I en la parte inferior, equivalente a V/I:
Las fórmulas que obtenemos son las mismas que si despejamos en la fórmula de la ley de Ohm.
Ejercicios resueltos de la ley de Ohm
Vamos a resolver unos ejercicios aplicando la ley de Ohm.
Ejercicio 1
La luna térmica de un automóvil consume 3 A con una tensión de 1 V. ¿Qué resistencia tiene dicha luna?
En este problema conocemos I y V y nos piden calcular R.
Despejamos R:
Sustituimos V e I por sus valores y operamos:
Ejercicio 2
En un conductor circula una intensidad de 4 A y tiene una resistencia de 2 ohmios. ¿Qué tensión tendrá en los extremos?
Conocemos I y R y nos preguntan V.
Primero despejamos V:
Sustituimos y operamos:
Resistividad de un alambre
Después de más de un mes sin publicar contenido en el blog, volvemos a colocarnos las pilas y bien recargadas para traer
más ejemplos resueltos de ejercicios, y es ahora como vamos a iniciar hablando de un tema que sin duda es de vital
importancia para quienes estudian las leyes eléctricas. 😀
Hoy tocaremos el tema de la resistividad, este tema se basa en el comportamiento de la resistencia de un material, ya que
el flujo de carga que pasa a través de éste siempre se topará con una fuerza opuesta a que esta fluya de tal manera que la
podemos relacionar como una fricción mecánica, a esta oposición la conocemos como resistencia. Sin embargo cada
material tiene su propia resistencia.
En la ley del ohm no nos importaba saber de dónde obteníamos los valores para las resistencias, y en este tema SI!!
Hay cuatro factores que tomaremos en cuenta para darle valores, que son:
1. Tipo de Material
2. Longitud
3. Área Transversal
4. Temperatura
La ecuación que usaremos para poder encontrar esos valores de resistencia con esas variables, será:
Dónde:
= Resistividad ( )
= coeficiente de resistividad
Ω.mm2/m = Longitud (m)
= Área (mm2)
Existen tablas de resistividad eléctrica de algunos materiales que han sido tomados a una temperatura ambiente entre (20
C° – 25° C) Celsius.
Nota: Recordar que m: 10-3 y µ:10-6
Ejercicios de resistencia eléctrica en conductores
Ejercicio 1
La resistividad de un material es de 0,025 Ω ⨯ mm 2 / m.
Expresarla en Ω ⨯ m.
Solución
Para resolver este ejercicio convertimos a metros cuadrados el numerador y luego simplificamos el cuadrado con el
denominador.
Para pasar de milímetro a metro hay que correr tres lugares la coma, pero como estamos trabajando con una unidad de
superficie se corre de a dos lugares, es decir nos quedaría multiplicado por 10 -6.
Además para dejarlo en notación científica vamos a correrlo dos lugares más.
Ejercicio 2
Un conductor de cobre tiene 10 metros de longitud y 2 mm 2 de sección.
Calcular su resistencia.
Solución
Vamos a pasar la sección a metros cuadrados para usar las mismas unidades. Luego aplicamos la fórmula de resistencia de
un conductor.
Ejercicio 3
Un hilo de nicromo tiene 1 metro de longitud y su resistencia es de 10 Ω.
Calcular su sección.
Solución
Despejamos la sección de la formula de resistencia de un conductor.
Reemplazando por los valores nos queda
Ejercicio 4
Un alambre de aluminio tiene un diámetro de 2,59 mm. ¿Cuántos metros de alambre de aluminio se necesitan para ofrecer
una resistencia de
?
Dato:
.
SOLUCIÓN:
A partir de la ecuación de la resistencia del conductor podemos despejar el valor de la longitud:
Solo nos queda sustituir los datos pero teniendo cuidado con el cálculo de la sección del alambre, que ha de estar
expresado en m2:
Ejercicio 5
Un cordón metálico tiene 2 m de largo y 8 mm de diámetro. Calcula su resistencia si la resistividad del metal es
de
.
SOLUCIÓN:
La sección del cordón metálico es:
La resistencia es:
REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÒN
UNIDAD EDUCATIVA COLEGIO “BOLÌVAR Y PALACIOS”
COORDINACIÒN DE PLANIFICACIÒN Y EVALUACIÒN
AÑO ESCOLAR:
2021-2022
AÑO: 5
II MOMENTO
SECCIONES: A-BPEDAGÒGICO
C-D
ÀREA DE FORMACIÒN
DOCENTE: PEDRO ALEJOS
CORREO ELECTRÒNICO: [email protected]
ACTIVIDAD EVALUATIVA
PONDERACIÒN
FECHA
DE FORMA
DE
ENTREGA
ENTREGA
Taller escrito
7 AL 11 DE MARZO
Manuscrito por el
20pts.
Estudiante y Enviado
por Correo.
INTRUCCIONALES GENERALES:
Las actividades asignadas están basadas en la Guía de Pedagógica, bajo el Modelo Número 3. La resolución de la misma
debe ser INDIVIDUAL, por lo que los talleres idénticos perderán puntos en su nota final. Aunque la guía le provee
información completa sobre los temas, si el alumno desea complementar su trabajo con información relacionada al tema a
través de otras vías como internet, textos entre otros puede hacerlo sin problema.; lo que sí es importante es que considere
estas sugerencias
 La actividad debe realizarla de manera digital
 La guía de ejercicio debe tener su portada, con el nombre y apellido, cedula de identidad, sección, número de lista,
cada hoja utilizada debe tener el nombre del alumno.
 Los talleres que sean idénticos en su contenido y desarrollo se mandarán a repetir a los alumnos involucrados.
 Las actividades la pueden realizar en hojas blancas, en forma ordenada, no se permite la resolución de los
ejercicios a bolígrafos, pueden utilizarlos solo para los títulos y planteamientos, pero los ejercicios se tienen que
realizar en lápiz
 Recuerde que la actividad tiene un periodo de entrega que es hasta el .
INSTRUCCIONES ESPECÌFICAS:
 Se utilizará para el taller hojas blancas o también hojas de block rayadas, los que van a entregar en forma digital
deben colocarla en el formato ya explicado

La primera hoja debe tener el membrete institucional y del alumno

En la actividad del circuito realizar las fórmulas que se te piden

La actividad de desarrollo de ejercicios tanto simples como general, tiene que realizarlo paso por paso,
utilizando todas las propiedades aprendidas, no se puede realizar de manera directa, de lo contrario perderá la
puntuación

Trate que la escritura de los ejercicios sea legibles para el mayor entendimiento de su actividad
Escala de estimación (taller Escrito 3)
Ley de ohm y resistividad de un alambre
Ítems
Aspectos
Ponderación
1
Elabora
portada,
y
coloca
datos
de
Seguimiento de
identificación, membrete, numero de cédula,
instrucciones
2 puntos
nombre del profesor
Circuitos
ordena el taller de acuerdo a los subtítulos
Reconocer algunas variables físicas de ley de
ohm
1
1,5 puntos
Cada
cuadro
2 PUNTO
Cada
aspecto
6 puntos
Desarrollo simple
Reconoce la transformación de las escalas de
unidades de ley de ohm
4 PUNTOS
Ejercicios de
desarrollo
Soluciona ejercicios de resistividad con 4PUNTOS 8 PUNTOS
procedimientos y formulas
Cada una
20 puntos
ACTIVIDAD EVALUATIVA 3 (TALLER)
Parte I
Dados los siguientes circuitos, calcula las magnitudes incógnitas aplicando la formula correspondiente.
1.5 puntos C/U (6puntos)
Parte II desarrollo simple (2 puntos C/U) 4ptos
Desarrollar los ejercicios de forma clara y ordenada, y realizar el procedimiento de conversión de formulas
Nota: Recordar que m: 10-3 y µ:10-6
a) Una pila de 7,85 V suministra a un circuito una intensidad de 20 mA. Calcular la resistencia que presenta el
circuito
b) En los extremos de un conductor hay una diferencia de potencial de 20 voltios cuando lo atraviesa una corriente
de 4 µAmp. Calcular su resistencia
Parte III Desarrollo completo (Valor 4pts C/U) 8 pts. Desarrollar los ejercicios de forma clara y ordenada, y
realizar el procedimiento de lo contrario no tendrá puntuación
a) Determine la resistencia de 140 cm de alambre de plata que posee un diámetro de 80 centímetros. La plata tiene la
resistividad ρ = 0.016 Ohm.mm2 / m. nota: (conversión en mm2)
b) Determinar la resistividad de un conductor que tiene 4 Km de longitud, 16 mm2 de sección y una resistencia de
20 Ω
Importante:
 Evite enviar actividades fuera de la fecha establecida.
 Cerciórese de enviar la evaluación al correo colocado en la Guía Pedagógica
 Si recibe respuesta automática respectiva, su archivo fue entregado de manera correcta.
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