LEY DE OHMLEY DE OHM

Capacitación TécnicaCapacitación 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.

CIRCUITO ELÉCTRICO

Un circuito eléctrico es la interacción entre sí de tres elementos principales como mínimo, los cuales son:

ELECTRICIDAD – LEY DE OHM

-Fuente.

-Conductor.

-Carga.

Los componentes mínimos para un circuito eléctrico:Fuente de energía

Suministra fuerza eléctrica necesaria para

causar un flujo de corriente: batería,

generador, o alternador.

ELECTRICIDAD – LEY DE OHM

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

Un circuito eléctrico se considera cerrado, cuando los

Circuito cerrado

ELECTRICIDAD – LEY DE OHM

considera cerrado, cuando los elementos de el circuito están interactuando entre sí permitiendo un flujo de corriente, a través de sus componentes.

Un circuito eléctrico se considera abierto, cuando los

Circuito abierto

ELECTRICIDAD – LEY DE OHM

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

Para poder controlar el flujo de corriente en un circuito, se utilizan dispositivos tales como

ELECTRICIDAD – LEY DE OHM

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 = I x R I = V / R R = V / I

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

ELECTRICIDAD – LEY DE OHM

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

EJEMPLODeterminar 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

EJEMPLODeterminar la resistencia en el siguiente circuito, cuando se tiene una lectura de 1.5 A y 12 V.

6 Ω

12 Ω

8 Ω

18 Ω

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:

ELECTRICIDAD – POTENCIA

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.resistencias es la misma en todas.Rts (resistencia total en serie) = R1 + R2 + R3El 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 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 )

BATERIASBATERIASBATERIASBATERIASBATERIASBATERIASBATERIASBATERIAS

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.

Batería de 12vdc Batería de 12vdc

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 ΩI = 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

Calcular la corriente para el circuito mostrado en la figura, donde R1 = 10 Ω, R2 = 10 Ω R3 = 5 Ω y V = 10 V.

ELECTRICIDAD–CIRCUITO ELÉCTRICO PARALELO

Rts = 1 / ( 1/R1 + 1/R2 + 1/R3) = 2.5 Ω

I = V / R = 10 V / 2.5 Ω

I = 4 A

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 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 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.

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

ELECTRICIDAD – DIAGNOSTICO

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

I = 594 mA

Cables dañados

I = 12 V / 38.2Ω

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.

Cables en buen estado

Mala conexiónTerminal sulfatada

Cables dañados

V = .594 A * 20 Ω

V = 11.88 V

V = .314 A * 20 Ω

V = 6.28V

P = V * I = 7.056 W

P = V * I = 1.97 W