LA LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el fsico y matemtico alemn Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinmica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades bsicas presentes en cualquier circuito elctrico como son:

1. Tensin 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.

El ohmio (tambin ohm) es la unidad de medida de la resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente elctrica y se representa con la letra W o con el smbolo o letra griega (omega). Esta ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente elctrica, como son la intensidad (I), la diferencia de potencial o tensin (V) y la resistencia (R) que ofrecen los materiales o conductores.La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente elctrica que circula por un conductor elctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemticamente en la siguiente frmula o ecuacin:

Lase: La intensidad (en amperios) de una corriente es igual a la tensin o diferencia de potencial (en voltios) dividido o partido por la resistencia (en ohmios).De acuerdo con la Ley de Ohm, un ohmio ( ) es el valor que posee una resistencia elctrica cuando al conectarse a un circuito elctrico de un voltio (1 V) de tensin provoca un flujo o intensidad de corriente de un amperio (1 A).La resistencia elctrica, por su parte, se identifica con el smbolo o letra (R) y la frmula general (independientemente del tipo de material de que se trate) para despejar su valor (en su relacin con la intensidad y la tensin) derivada de la frmula general de la Ley de Ohm, es la siguiente:

Lase: La resistencia a una corriente (en ohmios) es igual a la tensin o diferencia de potencial (en voltios) dividido o partido por la intensidad (en amperios).

Electricidad: Clculo de la Resistencia elctrica segn el tipo y la forma del conductorSabemos que una corriente elctrica es un flujo de electrones. Al moverse a travs de un conductor, los electrones deben vencer una resistencia; en los conductores metlicos, esta resistencia proviene de las colisiones entre los electrones. Si el paso es expedito y fluido los electrones viajarn ordenadamente, tendrn poca resistencia. Por el contrario, si el camino es muy estrecho o demasiado largo, los electrones se agolparn y chocarn entre s, produciendo, adems, mucho calor; se les opone una alta resistencia.A. En un buen conductor, que opone baja resistencia, los electrones fluyen ordenadamente, sin chocar entre s.B. En un mal conductor. elctrico, que ofrece alta resistencia al flujo de corriente, los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y generan calor, lo que aumenta la resistencia.

Entonces:Se llama resistencia elctrica a la oposicin o dificultad que encuentra una corriente al recorrer un circuito elctrico cerrado, y que permite frenar o atenuar el libre flujo de electrones.La unidad de resistencia es el ohmio (W o ): y ohmio es la resistencia que ofrece un conductor cuando por l circula un amperio (intensidad) y entre sus extremos hay una diferencia de potencial (tensin) de un voltio. Fsicamente, cualquier dispositivo o material intercalado en un circuito elctrico representa en s una resistencia para la circulacin de la corriente elctrica, y dependiendo de las caractersticas de dicho dispositivo o material se puede aumentar o disminuir la resistencia a una corriente elctrica. Por lo tanto, la resistencia elctrica de un conductor depende dela naturaleza del material, de su longitud y de su seccin, adems de la temperatura.A mayor longitud, mayor resistencia.Amayor seccin, menos resistencia. A mayor temperatura, mayor resistencia.Para calcular el valor de la resistencia que ofrece un material especfico, con largo y grosor definidos, se aplica a frmula

Lase: Resistencia ( R ) es igual al producto de rho () por la longitud (L) del conductor dividido o partido por la seccin o grosor (rea) (S) del conductor.Donde (rho) es una constante (conocida y que depende del material), llamada resistividad.L, es el largo o longitud (en metros) del cable o conductor, y S, es la seccin o grosor (en mm2) del cable o conductorPara informacin, he aqu un cuadro con algunos valores para (rho), segn el tipo de material conductor:Material Resistividad ( mm2 / m) a 20 C

Aluminio0,028

Carbn40,0

Cobre0,0172

Constatan0,489

Nicromo1,5

Plata0,0159

Platino0,111

Plomo0,205

Tungsteno0,0549

Ahora bien, para calcular valores de resistencia sabemos que la constante de resistividad () es conocida, por lo tanto debemos abocarnos a conocer (averiguar, descubrir o calcular) tanto el largo del conductor (L) como la seccin (grosor, en mm2) del mismo, ya que como dijimos:A mayor longitud, mayor resistencia.A menor longitud, menor resistenciaAmayor seccin, menos resistencia.A menor seccin, mayor resistenciaAnalizadas estas cuatro afirmaciones, tenemos que:El valor de una resistencia es directamente proporcional al largo del conductor e inversamente proporcional a la seccin del mismo.Grficamente, lo anterior sera:Conductor ms largo, mayor resistencia

Conductor ms corto, menor resistencia

Seccin o rea mayor (conductor ms grueso) menor resistencia

Seccin o rea menor (conductor ms delgado), mayor resistencia

Otro factor que influye en la mayor o menor resistencia de un material o conductor es la temperatura. Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia.Ver: Variacin de la resistencia con la temperatura.EjercicioVeamos ahora un ejemplo prctico para hallar la resistencia que ofrece al paso de la corriente elctrica un conductor de cobre de 500 metros de longitud cuyo dimetro es 1,6 mm.En este caso queremos calcular la resistencia de un conductor bien definido (cobre), del que conocemos su resistividad (rho = 0,0172), sabemos su longitud en metros (500) y del que no sabemos su rea o seccin pero del que s tenemos como dato su dimetro (1,6 mm).Para hallar el rea o seccin del conductor de cobre ser necesario utilizar la siguiente frmula:

POTENCIA ELECTRICAEn lneas generales la potencia elctrica se define como la capacidad que tiene un aparato elctrico para realizar un trabajo o la cantidad de trabajo que el mismo realiza en unidad de tiempo. Su unidad de medida es el watt (W). Sus mltiplos ms empleados son el kilowatt (kW) y el megawatt (MW), mientras el submltiplo corresponde al miliwatt (mW).Sin embargo, en los equipos que funcionan con corriente alterna y basados en el electromagnetismo, como los motores y los transformadores, por ejemplo, coexisten tres tipos diferentes de potencia:POTENCIARESISTENCIAS

Potencia activaResistencia activa (R)

Potencia reactivaReactancia inductiva o inductancia (XL)Reactancia capacitiva o capacitancia (XC)

Potencia aparenteNota: Es la potencia que se da en apariencia.

Tringulo de potencias que forman la potencia activa, la potencia reactiva y la potencia aparente. El ngulo que se aprecia entre la potencia aparente y la activa se denomina coseno de "fi" o "factor de potencia" y lo crea la potencia reactiva. A mayor potencia reactiva, mayor ser ese ngulo y menos eficiente ser el equipo al que le corresponda.

Potencia trifsica

Siendo la intensidad de lnea y la tensin de lnea (no deben ser empleados para esta ecuacin los valores de fase). Para reactiva y aparente:

A.- Potencia activa. (KW)La denominada potencia activa representa en realidad la potencia til, o sea, la energa que realmente se aprovecha cuando ponemos a funcionar un equipo elctrico y realiza un trabajo. Por ejemplo, la energa que entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o maquinaria, la del calor que proporciona la resistencia de un calentador elctrico, la luz que proporciona una lmpara, etc.Resistencia activa (R)

Es la oposicin que ofrecen las bombillas incandescentes y halgenas, los calentadores elctricos con resistencia de alambre nicromo, las resistencias de carbn de los circuitos electrnicos, etc, al flujo de la corriente elctrica por un circuito cerrado cualquiera. La resistencia activa representa lo que se denomina una carga resistiva.

Secador elctrico manual para el pelo. En su interior se. puede observar una resistencia activa (R) de alambre. nicromo, que hace funcin de elemento calefactor.

Por otra parte, la potencia activa es realmente la potencia contratada en la empresa elctrica y que nos llega a la casa, la fbrica, la oficina o cualquier otro lugar donde se necesite a travs de la red de distribucin de corriente alterna. La potencia consumida por todos los aparatos elctricos que utilizamos normalmente, la registran los contadores o medidores de electricidad que instala dicha empresa para cobrar el total de la energa elctrica consumida cada mes.

B.- Potencia reactiva(KVAR)

La potencia reactiva es la consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos elctricos que poseen algn tipo de bobina o enrollado para crear un campo electromagntico. Esas bobinas o enrollados que forman parte del circuito elctrico de esos aparatos o equipos constituyen cargas para el sistema elctrico que consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y de su eficiencia de trabajo depende el factor de potencia. Mientras ms bajo sea el factor de potencia, mayor ser la potencia reactiva consumida. Adems, esta potencia reactiva no produce ningn trabajo til y perjudica la transmisin de la energa a travs de las lneas de distribucin elctrica. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAR y su mltiplo es el kVAR (kilovolt-amper-reactivo).Reactancia inductiva (XL)

La reactancia inductiva es la oposicin o resistencia que ofrecen al flujo de la corriente por un circuito elctrico cerrado las bobinas o enrollados hechos con alambre de cobre, ampliamente utilizados en motores elctricos, transformadores de tensin o voltaje y otros dispositivos. Esta reactancia representa una carga inductiva para el circuito de corriente alterna donde se encuentra conectada.

Los motores de corriente alterna constituyen cargas inductivas cuando funcionan conectados a un circuito elctrico.

Reactancia capacitiva (XC)

La reactancia capacitiva es la oposicin o resistencia que ofrecen al flujo de la corriente elctrica los capacitores o condensadores. Esta reactancia representa una carga capacitiva para el circuito de corriente alterna donde se encuentra conectada. En la foto de la derecha podemos ver varios capacitores (o condensadores) y filtros conectados en la placa de un circuito electrnico en funcin de cargas capacitivas

C.- Potencia aparente (KVA)

La potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la aparente. Estas dos potencias representan la potencia que se toma de la red de distribucin elctrica, que es igual a toda la potencia que entregan los generadores en las plantas elctricas. Estas potencias se transmiten a travs de las lneas o cables de distribucin para hacerla llegar hasta los consumidores, es decir, hasta los hogares, fbricas, industrias, etc.

Potencia contratada y potencia demandada (mxima demanda)

Ya vimos que la potencia contratada (la que contratamos en la empresa elctrica), es la potencia activa, que debe coincidir o ser superior a la suma total de toda la carga en kilowatt (kW) instalada en una casa, fbrica, industria, empresa, etc. Ahora bien, la potencia demandada es la que realmente se consume, que puede ser menor, igual o mayor que la contratada.

La foto de la derecha muestra un metro contador analgico, que instala la< empresa elctrica cuando contratamos el servicio elctrico y que podemos< encontrar todava en muchos hogares para medir el consumo o gasto de< corriente en kilowatt-hora en que incurrimos. En la actualidad la mayora de< los nuevos metros contadores son electrnicos y el consumo lo muestran < en una pantalla digital o display.

Normalmente cuando la demanda o energa que consumimos durante un mes supera a la energa que hemos contratado previamente en la empresa elctrica, stas penalizan al usuario con una multa o un cobro superior al costo de los kilowatt que se estipulan en el contrato. Por tanto, la potencia demandada no debe superar nunca a la potencia contratada.

Potencia Instalada es la potencia que se consumira si todos los equipos de iluminacin aparatos estn funcionando simultneamente es una potencia idealizada, la cual se multiplica por el factor de simultaniedad.Detalle tringulo de potencias.-El bueno: Potencia CapacitivaEl Feo: Potencia AparenteEl Malo: Potencia Reactiva

Potencia activa, efectiva o real (P): es la que en el proceso de transformacin de la energa elctrica se aprovecha como trabajo (KW)Potencia reactiva (Q): es la encargada de generar el campo magntico que requieren para su funcionamiento los equipos inductivos como los motores,transformadores, etc. (KVAR).Potencia aparente (S): Se da en (KVA).El llamado tringulo de potencias es la mejor forma de ver y comprender de forma grfica qu es el factor de potencia o coseno de fi (Cos ) y su estrecha relacin con los restantes tipos de potencia presentes en un circuito elctrico de corriente alterna.El valor ideal del factor de potencia es 1, esto indica que toda la energa consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo.Por el contrario, un factor de potencia menor a la unidad significa un mayor consumo de energa necesaria para producir un trabajo til.Si el Factor de Potencia se encuentra fuera del rango de tolerancia, su factura sufre un recargo en el consumo de energa.Un bajo Factor de Potencia muestra que la energa est siendo mal aprovechada por su empresa. Adems, sus instalaciones corren varios riesgos: Variaciones de tensin, que pueden ocasionar motores quemados. Prdidas de energa dentro de su instalacin. Reduccin del aprovechamiento de la capacidad de los transformadores. Sobrecalentamiento de los conductores.La solucin para evitar este desperdicio de dinero, de energa y riesgos eventuales, es la correccin del Factor de Potencia mediante la instalacin de equipos correctores donde sea necesario.

Corriente Continua.-

Corriente alterna monofsica.-

Potencia trifsica

Siendo la intensidad de lnea y la tensin de lnea (no deben ser empleados para esta ecuacin los valores de fase). Para reactiva y aparente:

5.- CLCULOS:

Intensidad para iluminacin interior, tomacorrientes y dems equipos.

Donde:I:Corriente a transmitir por el conductor alimentador en AMPERIOS.M.D. total:Mxima Demanda Total hallada en WATTS.V:Tensin de servicio en VOLTIOS (220 monofsico y 380 trifsico).K:Factor que depende si el suministro es monofsico o trifsico as:Para monofsico: K = 1

Para trifsico: K = Cos :Factor de potencia estimado (cos = 0.9)f.S:Factor de seguridad ( 8 a 25 % segn el caso)

Clculo de Cada de Tensin (V)La frmula para la cada de tensin es mediante la siguiente frmula:

V = K x I x Donde:V=Cada de tensin en VOLTIOS.K=Constante que depende del sistema as.K = 1 (para circuito monofsico)

I=k = (para circuitos trifsicos).=Resistencia en el conductor en Ohm-mm2/m. para el Cobre = 0.0175 Ohm-mm2/mS=Seccin del conductor alimentador hallada anteriormente.