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Electricidad. Fundamentos

Autor: J. Isabel Magallanes Sandoval
Curso:
8,80/10 (5 opiniones) |17734 alumnos|Fecha publicación: 20/01/2010
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Capítulo 11:

 Leyes de la electricidad (1/2)

Introducción.- Todos los fenómenos de la naturaleza obedecen a una ó varias causas que los originan y presentan uno ó varios efectos como consecuencia de la ocurrencia de los mismos; la investigación científica estudia esas causas con sus efectos. Mediante el estudio relacionado a los fenómenos eléctricos han sido establecidas leyes que rigen estos fenómenos, siendo la primera de ellas es la:

LEY DE OHM. Esta Ley toma su nombre en honor de su autor, el Sr. George Zimón Ohm, siendo establecida en el año de 1827, y su enunciado es el siguiente:

“La Intensidad de la comente que fluye por un circuito eléctrico es directamente proporcional a la Tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del circuito”, (dicho en otras palabras: la corriente es igual al voltaje dividido entre la resistencia). Expresado en fórmula, tenemos:

leyes electricidad

La ley de Ohm tiene múltiples aplicaciones en cálculos de circuitos eléctricos: podemos calcular la intensidad de la comente que fluye a través de un circuito eléctrico sustituyendo las demás literales de la fórmula, el voltaje E y la resistencia R, por sus valores reales que serán conocidos; así también cuando deseamos encontrar el valor de la tensión a que deberá funcionar un circuito eléctrico, se despejará de la fórmula de la ley de ohm, tenemos: y solamente se sustituyen en esta fórmula los valores reales de la corriente I y la resistencia R, que serán conocidos; igualmente si se desea conocer qué valor de la resistencia eléctrica contenida en dicho circuito, se despeja la letra R de la fórmula de la ley de ohm, y se tiene: a continuación Se sustituyen los valores reales de la tensión y la corriente, que deberán ser conocidos.

Cuadro de texto: R = E / I

Cuadro de texto: E = I x R

La ley de Ohm tal y como ya la conocemos se aplica solamente a circuitos de corriente directa; siempre que haya un flujo de comente eléctrica tiene que existir su correspondiente circuito, es decir, el camino que esta sigue desde la fuente a la carga y de retorno de la carga a la fuente; todos los circuitos eléctricos conforman una estructura definida por la colocación de sus elementos y pueden ser de dos formas básicas denominadas: conexión en serie y conexión en paralelo. Existen circuitos con conexiones mixtas con estructuras combinadas. Conocidos como circuito serie-paralelo ó paralelo-serie, etc.

CIRCUITO SERIE: geométricamente sus elementos conforman una estructura lineal ó en línea a la fuente:

 circuito serie

CIRCUITO PARALELO- La configuración geométrica de un circuito en paralelo puede identificarse inmediatamente porque sus componentes están colocados en forma paralela uno respecto de otro y con respecto a la fuente de alimentación, como se muestra en la figura:

circuito paralelo

Para presentar las diferencias estructurales de ambos circuitos eléctricos hemos utilizado el símbolo eléctrico del resistor ó resistencia eléctrica. Todos los circuitos difieren entre sí, en razón de su configuración, la función que realizan, para lo que fueron diseñados, para comprender mejor estas diferencias analicemos cómo se comporta la resistencia eléctrica en los circuitos básicos, a saber:

RESISTENCIAS EN SERIE:- La Resistencia total en un circuito en serie se obtiene sumando los valores individuales de cada componente del circuito, por ejemplo, en el circuito mostrado anteriormente, tenemos:

resistencia serie

RESISTENCIAS EN PARALELO:-  El Cálculo de la Resistencia total de un circuito en paralelo se obtiene de manera diferente, usando la fórmula:

Existe otro método para calcular el equivalente total  de resistencia el paralelo, a saber:

resistencia en paralelo

APLICACIÓN DE LA LEY DE OHM

De ahora en adelante ya estamos en condiciones de aplicar la Ley de Ohm al cálculo de circuitos de corriente directa, también denominada comente continua:

Ejemplo 1: Calcular la corriente que circula a través de un calefactor automotriz que tiene una resistencia de 8,5Ohms,  cuando se conecta a una tensión de 12 voltios:

1

Ejemplo 2: ¿Cuál será la Tensión a la que deberá conectarse una plancha que sabemos tiene una resistencia de 7.5 Ohms,  a través de ella circula una comente de 12 amperios?

2

Ejemplo 3:- Un radiador de calor se conecta a una línea de alimentación de 120 voltios y a través de él circulan 12.5 amperios de corriente, ¿Cuál será la resistencia interna del radiador de calor?

3

Con la realización de los problemas anteriores habremos comprendido como se aplica la Ley de Ohm a la solución de problemas prácticos, a continuación veremos cómo se comporta la tensión eléctrica y la Intensidad de la corriente en los circuitos serie y paralelo, respectivamente, para ello utilizamos ejemplos de circuitos puramente resistivos

CARACTERÍSTICAS DE LOS CIRCUITOS SERIE: En un circuito en serie la tensión de alimentación es la suma de las caídas de tensión que ocurren en cada uno de los componentes del circuito, mientras que la corriente que fluye por él es la misma en cada componente, es decir: Et = E1+ E2 + E3 + En, y la It = I1 = I2 =I3 = ln

circuito serie

CARACTERÍSTICAS DEL CIRCUITO EN PARALELO: En un circuito en paralelo la Tensión de alimentación es la misma en cada componente mientras que la comente que fluye por él es la suma de las intensidades que fluyen por cada componente, es decir: Et = E1 = E2 = E3 = En y la It = I1+ I2 + I3+In

circuito paralelo

A continuación se muestran algunos ejemplos de cálculos para facilitar al estudiante una mejor comprensión en la resolución de circuitos eléctricos:

CIRCUITO No. 3                                                               

circuito 2                                                                                     DATOS:

CIRCUITO No. 4

Circuito 3

CIRCUITO No. 5

CIRUITO 4

 

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