Electricidade básicatecnoloxía

A lei de Ohm e os seus segredos [DECLARACIÓN]

Introdución á lei de Ohm:

Lei de Ohm É o punto de partida para comprender os fundamentos básicos da electricidade. Dende este punto de vista é importante analizar a afirmación da lei de Ohm dun xeito teórico práctico. Debido á nosa experiencia no campo, a análise desta lei incluso nos permite facer realidade o soño de calquera persoal especializado na zona: traballar menos e realizar máis, xa que cunha interpretación correcta podemos detectar e analizar avarías eléctricas. Ao longo deste artigo falaremos da súa importancia, orixe, uso de aplicacións e segredo para entendelo mellor.

¿Quen descubriu a lei de Ohm?

Georg simon ohm (Erlangen, Baviera, 16 de marzo de 1789-Múnic, 6 de xullo de 1854) foi un físico e matemático alemán que contribuíu coa lei de Ohm á teoría da electricidade.[1]Ohm é coñecido por levar a cabo o estudo e interpretación da relación entre a intensidade dunha corrente eléctrica, a súa forza electromotriz e a súa resistencia, formulando en 1827 a lei que leva o seu nome, que establece que I = V / R. A unidade de resistencia eléctrica, o ohm, leva o seu nome. [1] (ver figura 1)
Georg Simon Ohm e a súa lei de Ohm (citeia.com)
Figura 1 Georg Simon Ohm e a súa lei de Ohm (https://citeia.com)

Que di a lei de Ohm?

La Lei de Ohm establece: A intensidade de corrente que atravesa un circuíto eléctrico é directamente proporcional á tensión ou tensión (diferenza de potencial V) e inversamente proporcional á resistencia eléctrica que presenta (ver figura 2)

Entendendo que:

CantidadeSímbolo da lei de OhmUnidade de medidaPapelNo caso de que te preguntes:
TensiónEVoltios (V)Presión que provoca o fluxo de electrónsE = forza electromotriz ou tensión inducida
ArroioIAmpere (A)Intensidade da corrente eléctricaI = intensidade
ResistenciaROhm (Ω)inhibidor de fluxoΩ = letra grega omega
fórmulas da lei de ohm
  • E= Diferenza de potencial eléctrico ou forza electromotriz “termo escolar” (Voltios “V”).
  • I= Intensidade da corrente eléctrica (amperios "Amp.")
  • R= Resistencia eléctrica (Ohmios “Ω”)
Figura 2; Fórmula da lei de Ohm (https://citeia.com)

Para que serve a lei de Ohm?

Esta é unha das preguntas máis interesantes que se fan os estudantes de electricidade / electrónica dos primeiros niveis, onde suxerimos entendelo moi ben antes de continuar ou avanzar con outro tema. Imos analizalo paso a paso: Resistencia eléctrica: É a oposición ao fluxo de corrente eléctrica a través dun condutor. Corrente eléctrica: É o fluxo de carga eléctrica (electróns) que atravesa un condutor ou material. O fluxo actual é a cantidade de carga por unidade de tempo, sendo a súa unidade de medida o Ampere (Amp). Diferenza de potencial eléctrico: É unha cantidade física que cuantifica a diferenza de potencial eléctrico entre dous puntos. Tamén se pode definir como o traballo por unidade de carga exercido polo campo eléctrico sobre unha partícula cargada para movela entre dúas posicións determinadas. A súa unidade de medida é o Volt (V).

Conclusión

Lei de Ohm É a ferramenta máis importante para os estudos de circuítos eléctricos e unha base fundamental para os estudos de carreiras de electricidade e electrónica a todos os niveis. Dedicar tempo para a súa análise, neste caso desenvolvido neste artigo (nos seus extremos), é esencial para comprender e analizar os segredos para a resolución de problemas.

Onde podemos concluír segundo a análise da lei de Ohm:

  • Canto maior sexa a diferenza de potencial (V) e menor sexa a resistencia (Ω): maior será a intensidade da corrente eléctrica (Amp).
  • Canto menor sexa a diferenza de potencial (V) e maior resistencia (Ω): Menos intensidade de corrente eléctrica (Amp).

Exercicios para comprender e poñer en práctica a Lei de Ohm

Exercicio 1

Aplicando o Lei de Ohm No seguinte circuíto (figura 3) cunha resistencia R1= 10 Ω e diferenza de potencial E1= 12V aplicando a lei de Ohm, o resultado é: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
Circuíto eléctrico básico
Figura 3 Circuíto eléctrico básico (https://citeia.com)

Análise da lei de Ohm (exemplo 1)

Para analizar a lei de Ohm ímonos mudar virtualmente ao Kerepakupai Merú ou Angel Falls (Kerepakupai Merú na lingua aborixe Pemón, que significa "saltar do lugar máis profundo"), é a fervenza máis alta do mundo, cunha 979 m (807 m de caída ininterrompida), orixinouse no Auyantepuy. Está situado no parque nacional Canaima, Bolívar, Venezuela [2]. (ver figura 4)
comparación do salto de anxo e da lei de Ohm
Figura 4. Analizar a lei de Ohm (https://citeia.com)
Se imaxinativamente realizamos unha análise aplicando o Lei de Ohm, facendo os seguintes supostos:
  1. A altura da fervenza como diferenza de potencial.
  2. Os obstáculos acuáticos no outono como resistencia.
  3. O caudal de auga da fervenza como intensidade de corrente eléctrica

Exercicio 2:

Nun equivalente virtual estimamos un circuíto por exemplo da figura 5:
Análise da lei de Ohm
Figura 5 Análise da lay of Ohm 1 (https://citeia.com)
Onde E1= 979V e R1=100 Ω I=E1/R1 I= 979V/100 Ω I= 9.79 Amp.
citeia.com

Análise da lei de Ohm (exemplo 2)

Agora, nestas virtualizacións, por exemplo, se nos movemos a outra fervenza por exemplo: As cataratas do Iguazú, na fronteira entre Brasil e Arxentina, en guaraní Iguazú significa "auga grande", e é o nome que os habitantes nativos do sur Cono de América déronlle ao río que alimenta as fervenzas máis grandes de América Latina, unha das marabillas do mundo. Non obstante, nos últimos veráns tiveron problemas co fluxo de auga. [3] (ver figura 6)
Comparación virtual das cataratas do Iguazú coa lei de ohm
Figura 6 Analizando a lei de Ohm (https://citeia.com)

Exercicio 3:

Onde asumimos que esta análise virtual é E1= 100V e R1=1000 Ω (ver figura 7)I=E1/R1I= 100V/1000 ΩI= 0.1 Amp.
Análise da lei de Ohm 2
Figura 7 Análise da lei 2 de Ohm (https://citeia.com)

Análise da lei de Ohm (exemplo 3)

Por este exemplo, algún dos nosos lectores pode preguntarse, e cal é a análise se melloran as condicións ambientais na fervenza do Iguazú (que agardamos que sexa así, lembrando que todo na natureza debe ter un equilibrio). Na análise virtual, asumimos que a resistencia do terreo (ao paso do fluxo) en teoría é unha constante, E sería a diferenza de potencial acumulada augas arriba onde, como consecuencia, teremos máis caudal ou na nosa comparación intensidade de corrente (I ), sería por exemplo: (ver figura 8)
comparando a fervenza de Iguazú e a de Ohm
Figura 8 análise da lei 3 de Ohm (https://citeia.com)
citeia.com

Exercicio 4:

Pola lei de Ohm, se aumentamos a diferenza de potencial ou acumulamos a súa forza electromotriz máis alta, mantendo a resistencia constante E1 = 700V e R1 = 1000 Ω (ver figura 9)
  • I = E1 / R1  
  • I = 700V / 1000 Ω
  • I = 0.7 Amp
Observamos que a intensidade de corrente (Amp) no circuíto aumenta.
circuíto eléctrico
Figura 9 análise da lei 4 de Ohm (https://citeia.com)

Analizando a lei de Ohm para comprender os seus segredos

Cando comezas a estudar a lei de Ohm, moitos pregúntanse, como pode ter unha lei tan sinxela un segredo? En realidade non hai ningún segredo se o analizamos polo miúdo nos seus extremos. Noutras palabras, non analizar a lei correctamente pode, por exemplo, facernos desmontar un circuíto eléctrico (na práctica, un aparello incluso a nivel industrial) cando só pode ser un cable ou un conector danados.Imos analizar caso por caso:

Caso 1 (circuíto aberto):

análise dun circuíto eléctrico aberto
Figura 10 Circuíto eléctrico aberto (https://citeia.com)
Se analizamos o circuíto da figura 10, pola lei de Ohm a fonte de alimentación E1= 10V e a resistencia neste caso é un illante (aire) que tende a ser infinito ∞, pois temos:
  • I = E1 / R  
  • I = 10V / ∞ Ω
Onde a corrente tende a ser 0 Amp.

Caso 2 (Circuíto en curtocircuíto):

análise dun circuíto eléctrico en curtocircuíto
Figura 11 Circuíto eléctrico en curtocircuíto (https://citeia.com)
Neste caso (figura 11) a fonte de alimentación é E = 10V, pero a resistencia é un condutor que teoricamente ten 0Ω, polo que sería neste caso un curto circuíto.
  • I = E1 / R  
  • I = 10V / 0 Ω
Onde a corrente en teoría adoita ser infinita (∞) Amp. O que provocaría os sistemas de protección (fusibles), incluso no noso software de simulación, provocou as alarmas de precaución e fallos. Aínda que en realidade as baterías modernas teñen un sistema de protección e un limitador de corrente, recomendamos aos nosos lectores que comproben as conexións e eviten curtocircuítos (as baterías, se falla o seu sistema de protección, poden explotar "Precaución").

Caso 3 (fallos de conexión ou cableado)

Se tememos nun circuíto eléctrico unha fonte de enerxía E1 = 10V e unha R1 = 10 Ω debemos ter pola lei de Ohm;

Exercicio 5:

  • I = E1 / R1  
  • I = 10V / 10 Ω
  • I = 1 Amp
Agora supoñemos que no circuíto temos unha falla por un fío (fío interno roto ou roto) ou unha mala conexión, por exemplo, a figura 12.
circuíto de falla de fío roto
Figura 12 Circuíto con falla de fío interno dividido (https://citeia.com)
Como xa analizamos cunha resistencia aberta, o condutor danado ou roto terá un comportamento similar. A intensidade da corrente eléctrica = 0 Amp. Pero se che pregunto que sección (figura 13) está danada A ou B? e como o determinarían?
Análise de circuítos de fíos rotos ou rotos
Figura 13 Análise de circuítos con cable danado ou roto internamente (https://citeia.com)
Seguramente a súa resposta sería, medamos a continuidade e simplemente detectemos cal dos cables está danado (polo que temos que desconectar os compoñentes e apagar a fonte de alimentación E1), pero para esta análise imos supoñer que a fonte nin sequera pode ser desactivado ou desconectar algún cableado, agora a análise faise máis interesante?Unha opción é colocar un voltímetro en paralelo ao circuíto como por exemplo a figura 14
Análise de circuítos defectuosos empregando a lei de Ohm
Figura 14 Análise de circuítos errados (https://citeia.com)
Se a fonte está operativa, o voltímetro debería marcar a tensión predeterminada neste caso 10V.
Análise de avarías de circuítos eléctricos coa lei de Ohm
Figura 15 Análise de circuítos defectuosos pola lei de Ohm (https://citeia.com)
Se colocamos o voltímetro en paralelo á resistencia R1, a tensión é 0V se o analizamos por Lei de Ohm Temos:
  • VR1 = I x R1
  • Onde I = 0 Amp
  • Tememos VR1 = 0 Amp x 10 Ω = 0V
analizando a falla de cableado pola lei de Ohm
Figura 16 que analiza a falla de cableado pola lei de Ohm (https://citeia.com)

Agora, se colocamos o voltímetro en paralelo ao fío danado teremos a tensión da fonte de alimentación, por que?

Dado que I = 0 Amp, a resistencia R1 (non ten oposición á corrente eléctrica que crea unha terra virtual) como xa analizamos VR1 = 0V Así que temos no cable danado (neste caso) a Tensión da fonte de alimentación.
  • V (fío danado) = E1 - VR1
  • V (fío danado) = 10 V - 0 V = 10V
Invítovos a que deixedes os vosos comentarios e dúbidas que de seguro responderemos. Tamén pode axudarche a detectar fallos eléctricos no noso artigo sobre Instrumentos de medida eléctricos (ohmímetro, voltímetro, amperímetro)

Pode servirche:

Referencias:[1] [2] [3]

rafael tells

Catedrático de Electrónica, Comunicacións, Instrumentación e Control, Especialista en: Control de Procesos Industriais Profesor en activo da Universidade Politécnica Territorial de Aragua "Federico Brito Figueroa" La Victoria - Edo. Aragua – Venezuela Que é +584162436374

Deixe un comentario