Introducción a la Ley de Ohm:
La ley de Ohm es el punto de partida para entender los fundamentos básicos de la electricidad. Desde este punto de vista es importante analizar el enunciado de la Ley de Ohm de manera teórica práctica. Por nuestra experiencia en el campo, el análisis de esta ley nos permite incluso hacer realidad el sueño de cualquier personal especializado en el área: trabajar menos y rendir más, ya que con una interpretación correcta podemos detectar y analizar fallas eléctricas. A lo largo de este artículo hablaremos de su importancia, origen, uso aplicaciones y secreto para entenderla mejor .¿Quién descubrió la ley de Ohm?
Georg Simon Ohm (Erlangen, Baviera; 16 de marzo de 1789-Múnich, 6 de julio de 1854) fue un físico y matemático alemán que aportó a la teoría de la electricidad la ley de Ohm.[1]. Ohm es conocido por realizar el estudio e interpretación de la relación que existe entre la intensidad de una corriente eléctrica, su fuerza electromotriz y la resistencia, formulando en 1827 la ley que lleva su nombre que establece que I=V/R. La unidad de resistencia eléctrica, el ohmio, recibe este nombre en su honor.[1](ver figura 1)
¿Qué establece la ley de Ohm?
La ley de Ohm establece: La intensidad de corriente que atraviesa un circuito eléctrico es directamente proporcional al voltaje o tensión (diferencia de potencial V) e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica que presenta.(ver figura 2)Entendiendo que:
| Cantidad | Símbolo de ley de Ohm | Unidad de medida | Rol | En caso de que se lo esté preguntando: |
|---|---|---|---|---|
| Tensión | E | Voltio (V) | Presión que provoca el flujo del electrones | E = fuerza electromotriz o voltaje inducido |
| Corriente | I | Amperio (A) | Intensidad de corriente eléctrica | I = intensidad |
| Resistencia | R | Ohmio (Ω) | Inhibidor de flujo | Ω = Letra griega omega |
- E= Diferencia de Potencial eléctrico o fuerza electromotriz “término de la antigua escuela” (Voltios “V”).
- I= Intensidad de Corriente eléctrica (Amperes “Amp.”)
- R= Resistencia Eléctrica (Ohmios “Ω”)
¿Para qué sirve la ley de Ohm?
Esta es una de las preguntas más interesante que los estudiantes de electricidad / electrónica de los primeros niveles se hacen, donde sugerimos entenderla muy bien antes de continuar o avanzar con otro tema. Vamos a analizarla paso a paso: La resistencia eléctrica: Es la oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un conductor. La corriente eléctrica: Es el flujo de carga eléctrica (electrones) que recorre un conductor o material. El caudal de corriente es la cantidad de carga por unidad de tiempo, siendo su unidad de medida el Amperio (Amp). Diferencia de potencial eléctrico: Es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Su unidad de medida es el Voltio (V).Conclusión
La ley de Ohm es la herramienta mas importante para los estudios de los circuitos eléctricos y base fundamental para estudios de las carreras de Electricidad y Electrónica en todos sus niveles. Dedicarle tiempo para su análisis, en este caso desarrollado en este artículo (en sus extremos), es primordial para entender y analizar los secretos para resolución de fallas.
Donde podemos concluir según el análisis de la Ley de Ohm:
- A mayor diferencia de potencial (V) y menor resistencia (Ω) : Mayor intensidad de corriente eléctrica (Amp).
- A menor diferencia de potencial (V) y mayor resistencia (Ω) : Menos intensidad de corriente eléctrica (Amp).
Ejercicios para entender y poner en práctica la Ley de Ohm
Ejercicio 1
Aplicando la ley de Ohm en el siguiente circuito (figura 3) con una resistencia R1= 10 Ω y diferencia de potencial E1= 12V aplicando la ley de Ohm el resultado es: I=E1/R1 I= 12V/10 Ω I = 1.2 Amp.
Análisis de la ley de Ohm (Ejemplo 1)
Para analizar la ley de Ohm vamos a desplazarnos virtualmente a el Kerepakupai Merú o Salto Ángel (Kerepakupai Merú en lenguaje de los aborígenes Pemón, que significa «salto del lugar más profundo»), es la cascada de agua más alta del mundo, con una altura de 979 m (807 m de caída ininterrumpida), originada en el Auyantepuy. Se localiza en el parque nacional Canaima, Bolívar, Venezuela [2]. (ver figura 4)
- Altura de la cascada como la diferencia de potencial.
- Los obstáculos del agua en la caída como la resistencia.
- El Caudal de agua de la cascada como la Intensidad de corriente eléctrica
Ejercicio 2:
En un equivalente virtual estimamos un circuito por ejemplo de la figura 5:
Análisis de la ley de Ohm (Ejemplo 2)
Ahora en estas virtualización, por ejemplo, si nos desplazamos a otra cascada por ejemplo: Las Cataratas del Iguazú, en la frontera entre Brasil y Argentina, en guaraní Iguazú significa «agua grande», y es el nombre que los habitantes nativos del Cono Sur de América le dieron al río que nutre a las cataratas más grandes de América Latina, una de las maravillas del mundo. Sin embargo en los últimos veranos han tenido problemas con el caudal del agua.[3] (ver figura 6)
Ejercicio 3:
Donde suponemos es este análisis virtual E1= 100V y R1=1000 Ω (ver figura 7) I=E1/R1 I= 100V/1000 Ω I= 0.1 Amp.
Análisis de la ley de Ohm (Ejemplo 3)
Para este ejemplo algunos de nuestros lectores se puede preguntar, y cuál es el análisis si las condiciones ambientales en la cascada del Iguazú mejoran (que esperamos que sea así recordando que todo en la naturaleza debe tener un equilibrio). En el análisis virtual, suponemos que la resistencia del terreno (al paso del caudal) en teoría es una constante, E seria la diferencia de potencial de aguas arriba acumulada donde como consecuencia tendremos más caudal o en nuestra comparación Intensidad de corriente (I), sería por ejemplo: (ver figura 8)
Ejercicio 4:
Por ley de Ohm, si aumentamos la diferencia de potencial o acumulamos mayor su fuerza electromotriz manteniendo la resistencia constante E1= 700V y R1=1000 Ω (ver figura 9)- I=E1/R1
- I= 700V/1000 Ω
- I= 0.7 Amp
Analizando la Ley de Ohm para entender sus secretos
Cuando se comienza a estudiar la ley de Ohm, muchos se preguntan, ¿cómo una relativamente ley tan sencilla puede tener algún secreto? En realidad no hay secreto si la analizamos detalladamente en sus extremos. En otras palabras, no analizar la ley correctamente puede hacer por ejemplo que desarmemos un circuito eléctrico (sea de práctica, de un electrodoméstico incluso a nivel industrial) cuando solo puede ser un cable o un conector dañado. Vamos a analizar caso a caso:Caso 1 (Circuito abierto):
- I=E1/R
- I= 10V/∞ Ω
Caso 2 (Circuito en corto):
- I=E1/R
- I= 10V/0 Ω
Caso 3 (fallas de conexión o cableado)
Si tememos en un circuito eléctrico una fuente de poder E1=10V y una R1=10 Ω debemos tener por ley de Ohm;Ejercicio 5:
- I=E1/R1
- I= 10V/10 Ω
- I= 1 Amp
- VR1= I x R1
- Siendo I =0 Amp
- Tememos VR1= 0 Amp x 10 Ω = 0V
Ahora si colocamos en voltímetro en paralelo al cable dañado tendremos el voltaje de la fuente de alimentación, por qué?
Al ser I = 0 Amp la resistencia R1 (no tiene oposición de la Corriente eléctrica creando una tierra virtual) como ya analizamos VR1 = 0V Por lo que tenemos en el cable dañado (en este caso) el Voltaje de la fuente de alimentación.- V (cable dañado) = E1 – VR1
- V (cable dañado) = 10 V – 0 V = 10V
Te puede servir:
- La potencia de la Ley de Watt
- Los poderes de la Ley de KIRCHHOFF
- Ley de joule, con ejercicios prácticos y sus aplicaciones.
Referencias:[1] [2] [3]