LA LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

1. Tensión o voltaje "E", en volt (V).2. Intensidad de la corriente "  I ", en ampere (A).

3. Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado al circuito.

Circuito eléctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica "R" y la.circulación de una intensidad  o flujo de corriente eléctrica " I " suministrado por la propia pila.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

FÓRMULA MATEMÁTICA GENERAL DE REPRESENTACIÓN DE LA LEY DE OHM

Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por medio de la siguiente Fórmula General de la

Ley de Ohm:

VARIANTE PRÁCTICA:

Aquellas personas menos relacionadas con el despeje de fórmulas matemáticas pueden realizar también los cálculos de tensión, corriente y resistencia correspondientes a la Ley de Ohm, de una forma más fácil utilizando el siguiente recurso práctico:

Con esta variante sólo será necesario tapar con un dedo la letra que representa el valor de la incógnita que queremos conocer y de inmediato quedará indicada con las otras dos letras cuál es la operación matemática que será necesario realizar.

nforme de Laboratorio de física

Circuito en Serie

Introducción:

Este informe tratará a cerca de un circuito simple de corriente continua alimentado por una fem, que proporcionará una diferencia de potencial determinada, constará de 3 resistencias colocadas en forma de serie

Objetivo general:

Analizar las características de un circuito en serie

Objetivo especifico:

Aplicar ley de Ohm para saber cual es el máximo de corriente que se le puede otorgar al circuito, según las resistencias y diferencia de potencial. Comprobar mediante un multitester que la corriente en un circuito en serie es constante.

Marco teórico:

Un conductor obedece a la ley de Ohm solamente en el caso que la grafica V - i sea lineal, esto es si R es independiente de V y de i. La relación R = V / i se conserva como la definición general de la resistencia de un conductor sea que el conductor obedezca o no a la ley de Ohm.

Características de un circuito en serie:

IT = I1=I2=I3=IN

VT= V1+V2+V3+VN

RT =R1+R2+R3+RN

Materiales:

1 fem de corriente continua

3 resistencias

4 conductores de cobre

1 multitester

Datos:

VT= 20.26 volts

R1=6.72 K Ohm

R2=49.8 K Ohm

R3=9.88 K Ohm

Conductores = 0 Ohm o despreciable

I máximo teórico por ley de Ohm =0.305 mA

I utilizado = 0.299 mA

Desarrollo:

Se utilizó una fem con una diferencia de potencial de 20.26 volts observado en el multitester digital, luego se midieron las 3 resistencias a utilizar, se monto el circuito en serie, se calculó la máxima corriente teórica para no sobre pasar el amperaje limite del circuito con la ley de Ohm. Luego comprobamos prácticamente mediante un téster que la corriente entre resistencias y en todo el circuito era igual, lo que coincidía con las características de un circuito serie

Conclusiones:

En este informe pudimos demostrar prácticamente las características de un circuito en serie en el laboratorio, constatando que la corriente es constante en todo su recorrido, que la diferencia de potencial aplicada es constante en todo el circuito excepto que se le añadiese otra de otra fem la que se le sumaría en forma simple y que las resistencias puestas a lo largo del recorrido solo se transforman en una sola, comprobando así que se cumple con todo lo teórico explicado en clases. También hemos concluido que es de gran importancia saber cuanta corriente se puede aplicar al circuito teóricamente mediante la ley de Ohm, ya que así no se quemarán las resistencias por exceso de amperaje. Finalmente también hemos reforzado como medir corriente en un circuito, lo que se hace en forma paralela, es decir, se corta el circuito y se mide con el multitester los polos expuestos empezando con una escala de 10 amperes y bajándola según la lectura para no quemar el instrumento de medición.

RESISTENCIAS

6. Circuito paralelo

Características generales

Simplificación del circuito

Ejemplo de cálculo

- Características generales

En un cirtuito de resistencias en paralelo podemos considerar las siguientes propiedades o características:

La tensión es la misma en todos los puntos del circuito.

A cada uno de los caminos que puede seguir la corriente eléctrica se le denomina "rama".

La suma de las intensidades de rama es la intensidad total del circuito, coincide con la que sale de la pila. (Esta es una de las leyes de Kirchoff)

Donde IT es la intensidad total e Ii son las intensidades de rama.

La inversa de la resistencia equivalente del circuito paralelo es igual a la suma de las inversas de las resistencias.

Donde Rp es la resistencia equivalente del circuito paralelo, y Ri son las distintas resistencias de rama.

Despejando en la expresión anterior obtenemos:

Si particularizamos para el caso de tener sólo dos resistencias:

La resistencia equivalente es menor que la menor de las resistencias del circuito.

Las intensidades de rama las calculamos con la Ley de Ohm.

Donde Ii es la intensidad de rama, VS es la tensión de la pila y Ri es la resistencia de rama.

Dadas estas características, decir que este circuito también recibe el nombre de divisor de intensidad.

- Simplificación del circuito

Para simplificar el circuito, vamos aplicando las propiedades que hemos visto en el apartado anterior, veamoslo con un circuito de 2 resistencias:

El primer paso consiste en hallar la resistencia equivalente del circuito (Rp), y sustituir las 2 resistencias por la que hemos calculado

En este circuito simplificado podemos calcular el parámetro que nos falte, de los tres que intervienen.

- Ejemplo de cálculo

Consideremos los siguientes valores en el circuito de 2 resistencias del apartado anterior: VS = 12 v., R1 = 40 K y R2 = 60 K.

Tenemos que calcular: Rp, IT, I1 e I2.

En primer lugar calculamos Rp: Rp = (R1·R2)/(R1+R2) = (40·60)/(40+60) = 24 K.

A continuación calculamos IT: IT = VS / Rp = 12 v/24 K = 0'5 mA.

Y seguidamente calculamos I1 e I2:

I1 = VS / R1 = 12 v/40 K = 0'3 mA.

I2 = VS / R2 = 12 v/60 K = 0'2 mA.

También podríamos haber calculado IT como la suma de I1 e I2:

IT = I1 + I2 = 0'3+0'2 = 0'5 mA.

Autor: Francisco Aguilar López 

RESISTENCIAS

7. Circuitos mixtos

Características generales

Simplificación del circuito

Ejemplo de cálculo

- Características generales

En un cirtuito de resistencias en paralelo podemos considerar las siguientes propiedades o características:

A la parte serie del circuito, se le aplica lo estudiado para los circuitos series.

A la parte paralelo del circuito, se le aplica lo estudiado para los circuitos en paralelo.

A la resistencia equivalente del circuito mixto la llamamos Req.

- Simplificación del circuito

Hay que tener en cuenta que se pueden hacer múltiples combinaciones de resistencias, tanto en el número de ellas como con el conexionado que se les de.

Vamos a considerar dos tipos de circuitos mixtos: a) un circuito de dos resistencias en paralelo, conectado en serie con otra resistencia. b) un circuito de dos resietencias en serie conectado, en paralelo con otra resistencia.

a) Veamos este primer tipo:

Primero simplificaremos las dos resistencias que se encuentran en paralelo (R2 y R3):

Y por último simplificamos las dos resistencias que nos quedan:

b) Veamos el segundo tipo:

En este caso lo primero que tenemos que hacer es simplificar las dos resistencias en serie (R2 y R3):

Y a continuación resolver el paralelo:

- Ejemplo de cálculo

Vamos a considerar los mismos datos que en las páginas anterioeres:

VS = 12 v., R1 = 40 K, R2 = 60 K y R3 = 20 K

Veamos ahora como solucionamos ambos casos:

a) En este caso tenemos que calcular V1, V2, IT, I2, I3, Rp y Req.

Comenzamos calculando Rp:

Rp = (R2·R3) / (R2+R3) = 60·20 / (60+20) = 120/80 = 15 K.

A continuación calculamos Req :

Req = R1+Rp = 40+15 = 55 K.

Ahora podemos calcular IT:

IT = VS/Req = 12 v/55 K = 0'218 mA.

Una vez que conocemos esta intensidad, podemos calcular las caídas de tensión V1 y V2:

V1 = IT · R1 = 0'218 mA · 40 K = 8'72 v.

V2 = IT · Rp = 0'218 · 15 K = 3'28 v.

Por último, el valor de V2 nos sirve para calcular I2 e I3:

I2 = V2/R2 = 3'28 v/60 K = 0'055 mA.

I3 = IT-I2 = 0'218-0'055 = 0'163 mA.

b) En este caso hay que calcular: IT, I1, I2, V2, V3, Rs y Req:

En primer lugar vamos a calcular Rs:

Rs = R2+R3 = 60+40 = 100 K.

A continuación calculamos Req:

Req = (R1·Rs)/(R1+Rs) = 40·100/(40+100) = 4000/140 = 28'57 K.

Dado que en un circuito paralelo, la tensión es la misma en todos sus componentes, podemos calcular I1 e I2:

I1 = VS/R1 = 12 v/40 K = 0'30 mA.

I2 = VS/Rs = 12 v/100 K = 0'12 mA.

Ahora podemos calcular IT como la suma de las dos anteriores:

IT = I1+I2 = 0'30+0'12 = 0'42 mA.

Y ya sólo nos queda calcular V2 y V3:

V2 = I2·R2 = 0'12 mA · 60 K = 7'2 v.

V3 = VS-V2 = 12-7'2 = 2'8 v.

Autor: Francisco Aguilar López 

 RESISTENCIAS

5. Circuito serie

Caídas de tensión

Características generales

Simplificación del circuito

Ejemplo de cálculo

- Caídas de tensión

Se entiende por caída de tensión en un componente, al voltaje medido entre sus extremos. Es decir a la diferencia entre la tensión que tenemos en un terminal, en nuestro caso de una resistencia, y la que tenemos en el otro.

Cuando tenemos el componente en un circuito, esta caída de tensión la podemos calcular aplicando la Ley de Ohm.

- Características generales

En un cirtuito de resistencias en serie podemos considerar las siguientes propiedades o características:

La intensidad de corriente que recorre el circuito es la misma en todos los componentes.

La suma de las caídas de tensión es igual a la tensión aplicada. (Esta es una de las leyes de Kirchoff)

Donde VS es la tensión aplicada y Vi son las distintas caídas de tensión.

Cada una de las caídas de tensión, la calculamos con la Ley de Ohm.

Donde Vi es la caída de tensión, I es la intensidad y Ri es la resistencia considerada.

La resistencia equivalente del circuito es la suma de las resistencias que lo componen.

Donde RS es la resistencia equivalente del circuito serie y Ri sos las distintas resistencias.

La resistencia equivalente es mayor que la mayor de las resistencias del circuito.

La intensidad total del circuito la calculamos con la Ley de Ohm.

Donde I es la intensidad, VS es la tensión aplicada y RS es la resistencia equivalente del circuito serie.

Dadas estas características, decir que este circuito también recibe el nombre de divisor de tensión.

- Simplificación del circuito

Para simplificar el circuito, vamos aplicando las propiedades que hemos visto en el apartado anterior, veamoslo con un circuito de 3 resistencias:

El primer paso consiste en hallar la resistencia equivalente del circuito (RS), y sustituir las 3 resistencias por la que hemos calculado

En este circuito simplificado podemos calcular la intensidad que lo recorre y con ella, volviendo al paso anterior, las diferentes caídas de tensión

- Ejemplo de cálculo

Consideremos los siguientes valores en el circuito de tres resistencias del apartado anterior: VS = 12 v., R1 = 40 K, R2 = 60 K y R3 = 20 K.

Tendremos que resolver el circuito calculando: RS, I, V1, V2 y V3. Y comprobando, por último, que la suma de las caídas de tensión es la tensión aplicada.

En primer lugar calculamos RS: RS = R1+R2+R3 = 40+60+20 = 120 K

En segundo lugar, y situándonos en el circuito equivalente, calculamos I:

I = VS/RS = 12 v/120 K = 0'1 mA

A continuación calculamos las distintas caídas de tensión:

V1 = I · R1 = 0'1 mA · 40 K = 4 v.

V2 = I · R2 = 0'1 mA · 60 K = 6 v.

V3 = I · R3 = 0'1 mA · 20 K = 2 v.

Y comprobamos que la suma de las caídas de tensión es la tensión aplicada:

VS = V1 + V2 +V3 = 4 v + 6 v + 2 v = 12 v.

Debidoa esto último, en el caso de V3 tambíen podríamos haber hecho lo siguiente:

V3 = VS - (V1 + V2) = 12 v - (4 v + 6 v) = 12 v - 10 v = 2 v.

 

Autor: Francisco Aguilar López 

 

 TIPOS DE SENSORESDetectores de ultrasonidos

:Los detectores de ultrasonidos resuelven losproblemas de detección de objetos de prácticamente cualquier material. Trabajan en ambientes secos y polvorientos. Normalmente se usan paracontrol de presencia/ausencia, distancia o rastreo.Interruptores básicos : Se consiguen interruptores de tamaño estándar,miniatura, subminiatura, herméticamente sellados y de alta temperatura. Losmecanismos de precisión se ofrecen con una amplia variedad de actuadoresy características operativas. Estos interruptores son idóneos paraaplicaciones que requieran tamaño reducido, poco peso, repetitividad y largavida.Interruptores final de carrera : Descripción: El microswitch es un conmutadorde 2 posiciones con retorno a la posición de reposo y viene con un botón ocon una palanca de accionamiento, la cual también puede traer una ruedita.Funcionamiento: En estado de reposo la patita común (COM) y la de contactonormal cerrado (NC), están en contacto permanente hasta que la presiónaplicada a la palanca del microswitch hace saltar la pequeña platina aceradainterior y entonces el contacto pasa de la posición de normal cerrado a la denormal abierto (NO), se puede escuchar cuando el microswitch cambia deestado, porque se oye un pequeño clic, esto sucede casi al final del recorridode la palanca.Interruptores manuales : Estos son los censores más básicos, incluyepulsadores, llaves, selectores rotativos y conmutadores de enclavamiento.Estos productos ayudan al técnico e ingeniero con ilimitadas opciones entécnicas de actuación y disposición de componentes.Productos encapsulados:Diseños robustos, de altas prestaciones yresistentes al entorno o herméticamente sellados. Esta selección incluyefinales de carrera miniatura, interruptores básicos estándar y miniatura,interruptores de palanca y pulsadores luminosos.

 TIPOS DE ACTUADORESLos actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energíaeléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salidanecesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas.Existen tres tipos de actuadores:• Hidráulicos• Neumáticos• EléctricosLos actuadores hidráulicos, neumáticos eléctricos son usados pera manejar aparatosmecatronicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesitaes potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicosrequieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimientoperiódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadasdesde el punto de vista de precisión y mantenimiento.Cilindro de Efecto simple.: La barra esta solo en uno de los extremos del pistón, el cual secontrae mediante resortes o por la misma gravedad. La carga puede colocarse solo en unextremo del cilindro.Cilindro de Efecto doble.: La carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro.Se genera un impulso horizontal debido a la diferencia de presión entre los extremos del pistónCilindro telescópico.: La barra de tipo tubo multietápico es empujada sucesivamenteconforme se va aplicando al cilindro aceite a presión. Se puede lograr una carrerarelativamente en comparación con la longitud del cilindroMotor hidráulico: 

En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por lapresión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupo: El primero es uno de tiporotatorio en el que los engranes son accionados directamente por aceite a presión, y elsegundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de unpistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia. A continuaciónse muestra la clasificación de este tipo de motoresMotor de engranaje ,Tipo Rotatiorio Motor de Veleta ,Motor de Hélice ,Motor Hidráulico ,Motorde Leva excéntrica ,Pistón Axial ,Tipo Oscilante Motor con eje inclinado ,Motor de Engranaje.Motor con pistón eje inclinadoEL aceite a presión que fluye desde la entrada empuja el pistón contra la brida y la fuerzaresultante en la dirección radial hace que el eje y el bloque del cilindro giren en la dirección dela flecha. Este tipo de motor es muy conveniente para usos a alta presión y a alta velocidad. Esposible modificar su capacidad al cambiar el ángulo de inclinación del eje.Motor oscilante con pistón axial 

  Tiene como función, el absorber un determinado volumen de fluido a presión y devolverlo alcircuito en el momento que éste lo precise

 Sensores y Actuadores(3)SENSOR HALLEnviará una señal digital, que en un osciloscopio se verá como una ondacuadrada. El sensor de EFECTO HALL contará siempre con una alimentación deenergía. Es un cristalque al ser atravesado por líneas de fuerza genera una pequeña tensión,activando un transistor que permite enviar una señal con la energía dealimentación. En todos los sensores de EFECTO HALL veremos tresconexiones: masa, señal y alimentación, por lo tanto para probarlosdebemos conectar el positivo del téster en la conexión de salida deseñal, el negativo a masa y alimentarlo con 12 v., controlar tensión. También se puede controlar en función Hertz.SENSOR HALL HUBICADO FRENTE A UNA RUEDA DENTADA IMANADA 

 SENSOR HALL HUBICADO FRENTE A UN IMAN FIJO Y CAMPANAGIRATORIA CON VENTANAS Las líneas de fuerza atraviesan el cristal, pero estas se veráninterrumpidas al girar la campana metálica e interponer las aletas entreel imán y el sensor, generando así "golpes de tensión" que serántomadas por la UC como una señal digital, que en el osciloscopio severán como una onda cuadrada ACTUADORESSe denominan actuadores a todos aquellos elementos que acatan laorden de la UC y efectúan una función (o corrección). Estos sonalimentados por un relé después de contacto con 12 voltios ycomandados por la UC a través de masa o pulsos de masa.ACTUADOR RAGIMEN RALENTI (MOTOR PASO a PASO) 

 El actuador montado en el cuerpo de mariposa es el que corregirá elcaudal de aire para el funcionamiento en ralentí del motor. 1 motor pasoa paso (actuador) - 2 pasaje del aire paralelo al tubo de admisión - 3cono desplazable - 4 mariposa de aceleración - 5 cuerpo de mariposa

 ELECTROINYECTOR Este es el actuador para el cual trabajan todos los sensores yactuadores de la inyección electrónica:1 y 2 anillos de goma que aseguran la estanqueidad en el conducto deadmisión y en la rampa de alimentación - 3 entrada de combustible - 4bobina conectada a los terminales 5 (pines) - 6 conectorBOBINAS DE ENCENDIDO

 http://www.esnips.com/web/ingenmaquinariasolorza

 Sensor de oxigeno (EGO) (H2O) Este sensor, por lo general se encuentra instalado en el manifoldde escape; o en el convertidor catalítico.La función de este sensor, es olfatear los residuos expulsadoshacia el sistema de escape.La estructura y el material con el que esta fabricado este sensor,le permite generar corriente, como respuesta a una mezcla rica,debido a esto, si los gases quemados, tienen residuos de mezclarica o pobre, altera el voltaje que genera, enviándolo a lacomputadora, para que esta ajuste la mezcla.Este sensor, trabaja cuando esta caliente. y por lo general lleva unsolo conector o alambre, pero si llevara mas de uno, quiere decirque los otros alambres, están para alimentar una resistencia quelo mantiene caliente.Este sensor es un compuesto de zirconia/platinun; su función esolfatear los gases residuales de la combustión está ubicado,frecuentemente en el manifold de escape o cerca de el; solofunciona estando caliente, por esta razón hay algunos que utilizanuna resistencia para calentar; en estos casos el sensor lleva masde un conector.Tiene la particularidad de generar corriente, variando el voltaje de1 voltio [promedio 0.5], en cuanto siente residuos altos o bajos deoxigeno interpretando como una mezcla rica, o pobre, dando lugara que la computadora ajuste la mezcla, tratando de equilibrar unamezcla correcta. (14.7 partes de aire por 1 de gasolina).Sensor de posición de la garganta

 Sensor de posición de la garganta, este sensor recibe un voltajede referencia, controlado por la computadora del vehiculo. Cuandoaceleramos, movemos la posición de la garganta; este hecho haceque se altere, el voltaje de referencia. La computadora lointerpreta y de acuerdo con su programa, hace la entrega decombustible a través, de los inyectores. Debido a esto, losfabricantes instalan este sensor preajustándolo. Si usted movió yvolvió a instalar este sensor; debe ajustar la posición, para evitar,que exista una descordinación, entre la apertura de la garganta yla lectura de voltaje, que tiene programada la computadora. Lafalla mostraría un sube y baja de revoluciones.Sensor de temperatura Este sensor, es el mas común e importante de un sistema deinyección de combustible.La función, de este sensor, es llevar a la computadora latemperatura del liquido enfriante dentro del motor. Esto le sirve ala computadora para cambiar la posición de circuito abierto(openloop) a circuito cerrado (close loop) si este sensor se desconecta,el abanico o ventilador, se quedaría funcionando todo el tiempo.Para que este sensor funcione correctamente, necesita que elmotor tenga instalado su respectivo termostato.Este sensor se encuentra ubicado cerca de la conexión de lamanguera superior, que lleva agua del motor al radiador; sufunción es monitorear la temperatura dentro del motor; de estamanera; la computadora al recibir la señal de que el motor alcanzola temperatura de trabajo; procede a ajustar la mezcla y el tiempode encendido.

 MAP sensor de presión absoluta del manifold de admisión Si este sensor tuviera desconectada la manguera de vacío daríacomo resultado, un funcionamiento tembloroso e inestable.Este sensor mide la presión del manifold como un porcentaje dela presión atmosférica normal, y envía la información a lacomputadora, para que esta ajuste el tiempo de encendido.SENSOR DE POSICIÓN DEL ARBOL DE LEVAS (CAMSHAFT SENSOR)  Este sensor monitorea a la computadora, la posición exacta delas válvulas. Opera como un Hall-effect switch, esto permite quela bobina de encendido genere la chispa de alta tension. Estesensor se encuentra ubicado frecuentemente en el mismo lugarque anteriormente ocupaba el distribuidor.Recuerde que este es un componente del sistema de encendidodirecto- DIS;- lo que quiere decir que el motor no puede estarusando los dos componentes.Se podría decir que este sensor remplaza la función deldistribuidor.

 SENSOR DE DETONACIÓN (KNOCK SENSOR)  Este sensor es usado para detectar la detonación del motor; operaproduciendo una señal cuando ocurre una detonación. El uso deeste sensor es frecuente en los vehículos deportivos o equipadoscon turbo. La computadora utiliza esta señal para ajustar el tiempode encendido, y evitar el desbalance de la mezcla aire-gasolina.Frecuentemente se encuentra ubicado en la parte baja delmonoblock al lado derecho.SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DELMANIFOLD (MAT SENSOR) Este sensor esta montado en el manifold de admisión, los cambiosen el valor de su resistencia se basan en los cambios detemperatura.